RU2595284C1 - Fibrous nanocement and preparation method thereof - Google Patents

Fibrous nanocement and preparation method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2595284C1
RU2595284C1 RU2015119759/03A RU2015119759A RU2595284C1 RU 2595284 C1 RU2595284 C1 RU 2595284C1 RU 2015119759/03 A RU2015119759/03 A RU 2015119759/03A RU 2015119759 A RU2015119759 A RU 2015119759A RU 2595284 C1 RU2595284 C1 RU 2595284C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portland cement
nanocement
clinker
cement
grinding
Prior art date
Application number
RU2015119759/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Эмануилович Юдович
Сергей Алексеевич Зубехин
Христофор Авдеевич Джантимиров
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority to RU2015119759/03A priority Critical patent/RU2595284C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595284C1 publication Critical patent/RU2595284C1/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: fibrous nanocement, containing in wt%, alite portland cement clinker or alite portland cement, sulphate-calcium component (in terms of SO3), powdered modifier - organic water-reducing agent in combination with hardening accelerator, as well as mineral additive (10.4-93.4):(1-7):(0.6-2.5):(3-88), including as sulphate-calcium - natural gypsum stone, as organic water-reducing agent with hardening accelerator - polymethylene naphthalene sulphonate with sodium sulphate, at specific surface area of 400-700 m2/kg. As a component of mineral additive nanocement includes glass-fibre material of silicate or aluminosilicate composition and/or waste glass-fibre production (wt%) 3-28 in form of fragments of microfibres or microthreads with length of 0.05-10 mcm.
EFFECT: invention is intended to improve quality characteristics of process, specifically increasing compression strength and tensile bending strength, crack resistance and corrosion resistance of materials and articles based thereon.
10 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно - к волокнистому наноцементу и способу его изготовления. Оно может быть использовано в промышленности строительных материалов, преимущественно в цементной промышленности, а также в строительной индустрии.The invention relates to the field of building materials and products, namely, to fibrous nanocement and a method for its manufacture. It can be used in the construction materials industry, mainly in the cement industry, as well as in the construction industry.

Согласно предстандарта РФ / Проект 112 ПНСТ «Наноцемент общестроительный» 2013. 30 с. /, наноцемент - это цемент, полученный на основе портландцементного клинкера, гипса или его производных, минеральных добавок, а также органического модификатора на основе полиметиленнафталинсульфонатов, путем совместного помола указанных компонентов до образования модификатором в измененном состоянии нанооболочек на частицах портландементного клинкера. В качестве модификатора используются преимущественно сульфонаты (нафталин-, меламин-, улучшенные лигносульфонаты).According to the prestandard of the Russian Federation / Project 112 PNST "Nanocement all-construction" 2013. 30 p. /, nanocement is cement obtained on the basis of Portland cement clinker, gypsum or its derivatives, mineral additives, as well as an organic modifier based on polymethylene naphthalene sulfonates, by co-grinding these components until the modifier forms nanoshells on particles of Portland cement clinker in an altered state. Sulfonates (naphthalene-, melamine-, improved lignosulfonates) are mainly used as a modifier.

Наноцемент относится к цементам нового поколения по сравнению с портландцементом, что является международно признанным фактом под прежним его наименованием - «вяжущее низкой водопотребности». Все прежние наименования цементов нового поколения, получаемых путем нанокапсулирования частиц (включающего понятия прививки и наклеивания нанооболочек модификатора на клинкерные частицы при совместной с модификатором механохимической активации в процессе соизмельчения клинкера с модификатором) - ВНВ, ЦНВ, ПЦ ПКЗ и т.п. - могут быть объединены одним названием-наноцементы.Nanocement is a new generation of cement compared to Portland cement, which is an internationally recognized fact under its former name - “binder of low water demand”. All previous names of new-generation cements obtained by nanocapsulating particles (including the concepts of grafting and gluing modifier nanoshells onto clinker particles when mechanochemical activation is combined with a clinker and modifier co-grinding) - VNV, TsNV, PTs PKZ, etc. - can be combined with one name - nanocements.

ОАО «РОСНАНО» приняло решение (2008 г. / Сайт Российской национальной нанотехнологической сети http://www.rusnanonet.ru/tesaums/ru/PAGEN/), что для указанного наименования достаточно наличия в цементе элементов наноструктурных размеров (от 0,1 до 100 нм, в данном случае нанооболочек). Этот подход принят ниже в настоящем описании.RUSNANO OJSC made a decision (2008 / Website of the Russian National Nanotechnology Network http://www.rusnanonet.ru/tesaums/ru/PAGEN/) that for this name it is sufficient to have elements of nanostructured sizes in cement (from 0.1 up to 100 nm, in this case, nanoshells). This approach is adopted below in the present description.

Из уровня техники известен наноцемент /Ioudovitch В.Е. et al. 1997, op.cit. /, содержащий (в мас. %): портландцементный клинкер, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3) и порошкообразный модификатор, включающий органический водопонижающий агент (93,5-96,9):(2,5-4):(0,6-2,5) соответственно, при механоактивированном состоянии компонентов, характеризующимся полнотой хемосорбции указанного модификатора на портландцементном клинкере, и удельной поверхностью 400-600 м2/кг. Механоактивация осуществляется при соизмельчении, причем как подбор исходного масс, соотношения указанных клинкера и модификатора, так и удельной поверхности внутри указанного диапазона призваны гарантировать полноту связывания в готовом продукте упомянутого органического водопонижающего агента. Контроль полноты связывания осуществляют под оптическим микроскопом. Свободный модификатор (сферические частицы коричневого или темножелтого цвета) считается браковочным признаком.Nanocement / Ioudovitch V.E. is known from the prior art. et al. 1997, op.cit. / containing (in wt.%): Portland cement clinker, calcium sulfate component (in terms of SO 3 ) and a powdery modifier, including an organic water-lowering agent (93.5-96.9) :( 2.5-4): (0.6-2.5), respectively, with a mechanically activated state of the components, characterized by the completeness of chemisorption of the specified modifier on Portland cement clinker, and a specific surface of 400-600 m 2 / kg Mechanical activation is carried out during co-grinding, and both the selection of the initial mass, the ratio of the indicated clinker and modifier, and the specific surface within the specified range are designed to guarantee the completeness of the binding of the mentioned organic water-reducing agent in the finished product. The control of the completeness of binding is carried out under an optical microscope. A free modifier (spherical particles of brown or dark yellow color) is considered a rejection sign.

Достоинства этого технического предложения известны из его описания и подробно изложены в литературе. Так, в соответствии с этим техническим решением выпускают наноцемент в г. Подольске, Моск. обл., заводом фирмы «Консолит-Цемдекор» (бывшим Подольским Опытным заводом НИИЦемента) по ТУ 5744-002-00369-97 / http://www.cemdecor.ru/vnv.html/. Преимущества этого цемента, выпускаемого под наименованием «вяжущее низкой водопотребности» без минеральных добавок класса 72,5, известные из литературы / Ioudovitch, В. Е. et al., 1997, op. cit.; Юдович Б.Э. и др., 1997, цит. соч./ вкратце описаны изготовителями следующим образом: изготовленные с применением ВНВ I 72,5 бетоны (растворы) обладают значительными преимуществами по сравнению с аналогами на портландцементе:The advantages of this technical proposal are known from its description and are described in detail in the literature. So, in accordance with this technical solution, nanocement is produced in Podolsk, Moscow. region., the factory of the company "Consolit-Tsemdekor" (the former Podolsky Experimental Plant NIIITsement) according to TU 5744-002-00369-97 / http://www.cemdecor.ru/vnv.html/. The advantages of this cement, produced under the name “binder of low water demand” without mineral additives of class 72.5, known from the literature / Ioudovitch, V. E. et al., 1997, op. cit .; Yudovich B.E. et al., 1997, cit. cit. / briefly described by manufacturers as follows: concretes (mortars) made using VNV I 72.5 have significant advantages compared to analogues on Portland cement:

- обеспечивают класс прочности от В60 до В100 (на основе других цементов по обычной технологии изготовление столь высокопрочных бетонов невозможно; приходится применять прессование, перемешивание под вакуумом и т.п.приемы, использование которых в массовом производстве нереально);- provide a strength class from B60 to B100 (it is impossible to produce such high-strength concrete on the basis of other cements using conventional technology; it is necessary to use pressing, mixing under vacuum, etc., which are unrealistic to use in mass production);

- характеризуются высокой интенсивностью набора прочности, что позволяет отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую для распалубки прочность в течение 12-24 часов (известны цементы, позволяющие получить аналогичный эффект, но их технология пока не освоена);- characterized by a high intensity of curing, which allows you to abandon heat-moisture treatment and get the strength necessary for stripping for 12-24 hours (cements are known that allow to obtain a similar effect, but their technology has not yet been mastered);

- характеризуются пониженной на 25-30% водопотребностью растворных и бетонных смесей при равной подвижности (добавки-пластификаторы позволяют снизить водопотребность лишь на 10-15%);- characterized by reduced water demand by mortar and concrete mixtures by 25-30% with equal mobility (plasticizer additives can reduce water demand by only 10-15%);

- обладают высокой сульфатостойкостью (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у бетонов на основе сульфатостойкого цемента, но обжиг клинкера для последнего требует особо высокой квалификации персонала, поскольку обжигаемый материал при этом образует высокопористый слой, с трудом прогреваемый факелом горения топлива и не допускающий никаких ошибок оператора печи, оборачивающихся выпуском брака);- they have high sulfate resistance (the sulfate resistance coefficient is not lower than that of concrete based on sulfate-resistant cement, but clinker firing for the latter requires particularly highly qualified personnel, since the calcined material forms a highly porous layer, which is hardly heated by the fuel combustion torch and does not allow any operator errors defective ovens);

- имеют пониженное тепловыделение при твердении.- have reduced heat during curing.

Недостаток этого технического решения состоит в том, что по мере роста прочности (марки, класса) наноцемент, как и все остальные цементы, приобретает повышенную хрупкость. Она оценивается по ряду показателей, наиболее простой из которых - отношение прочности наноцемента в цементно-песчаном растворе или бетоне на его основе при сжатии к прочности на растяжение при изгибе в образцах-призмах (балочках) на двухточечных опорах. Этот показатель хрупкости, предложенный в 1960 г. использованный ниже в нашем описании, признан наиболее объективным в настоящее время. Вопреки ожиданиям, несмотря на повышенную примерно на 30% прочность на растяжение при изгибе, наноцемент показывает примерно аналогичную портландцементу хрупкость, поскольку и прочность при сжатии в его образцах также повышена примерно на 30%. Этот недостаток (хрупкость материалов), характерный для портландцемента, более заметен у наноцемента, поскольку последний используется в ажурных, тонкостенных конструкциях из высокопрочного бетона, где раскрытие трещин даже на самых коротких расстояниях открывает коррозионным агентам среды доступ к поверхности стальной арматуры.The disadvantage of this technical solution is that with the growth of strength (grade, grade), nanocement, like all other cements, acquires increased fragility. It is estimated by a number of indicators, the simplest of which is the ratio of the strength of nanocement in cement-sand mortar or concrete based on it under compression to the tensile strength in bending in prism samples (beams) on two-point supports. This indicator of fragility, proposed in 1960, used below in our description, is recognized as the most objective at present. Contrary to expectations, in spite of an increase of approximately 30% in tensile strength during bending, nanocement shows a similar fragility to Portland cement, since the compressive strength in its samples is also increased by about 30%. This disadvantage (brittleness of materials), characteristic of Portland cement, is more noticeable in nanocement, since the latter is used in openwork, thin-walled structures made of high-strength concrete, where crack opening even at shortest distances gives corrosive agents of the environment access to the surface of steel reinforcement.

Из уровня техники известен аналог настоящего изобретения - наноцемент, содержащий (в мас. %): портландцементный клинкер, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3) и порошкообразный модификатор, включающий органический водопонижающий агент и ускоритель твердения (86,1-95,9):(2,5-4):(0,6-2,5):(1-7) соответственно, полученный совместным помолом, или, что то же, - соизмельчением компонентов до удельной поверхности 400-700 м2/кг. При этом как соизмельчение, так и указанные значения удельной поверхности призваны гарантировать полноту связывания в готовом продукте упомянутого органического водопонижающего агента с клинкерным ингредиентом в клеевое (хемосорбционное) соединение [Патент РФ №2029749, 1995]. Действительно, при нормальной удельной поверхности 400 м2/кг и пониженной (в частности, при 370-395 м2/кг), как показали контрольные опыты на ряде цемзаводов и помольной установке в г. Сергиев-Посаде на Сергиев-Посадском комбинате ЖБИиК, вероятность появления в пробах свободного модификатора в продукте нормальной дисперсности составляет примерно 10%, но возрастает до 20-25% при указанном понижении дисперсности. Рост удельной поверхности до 600-700 м2/кг снижает вероятность появления свободного модификатора до 2-3%, но полностью не исключает. Тем не менее положение о механоактивированном состоянии компонентов, характеризующемся полнотой хемосорбции указанного модификатора на портландцементном клинкере, можно считать относящемся и к данному техническому решению. Его достоинства - комплекс положительных эффектов наноцемента, упомянутый выше. Недостаток заключается в том, что полнота связывания водопонижающего компонента с клинкерным ингредиентом непосредственно не контролируется, а при наличии свободного органического компонента в готовом продукте технические свойства последнего резко ухудшаются [Ioudovich et al., 1997, op. cit.; Юдович Б.Э. и др., 1997, цит. соч.]. Наиболее наглядно это проявляется на прочности после пропаривания - в стандартных цементно-песчаных образцах при отсутствии в составе наноцементов минеральных добавок наличие свободного модификатора снижает прочность при сжатии больше, чем на порядок (в 12-15 раз), а на растяжение при изгибе - в 5-10 раз. Разумеется, наноцемент предназначен прежде всего для бетонов естественного твердения благодаря достижению прочности бетонов уже в 1-суточном возрасте 30 МПа и более, вплоть до 50 МПа. Пропаривание в таких случаях применять приходится только при существенной экономии цемента, в частности, двукратной. Для таких бетонов присутствие в наноцементе свободного модификатора в количестве более 0,3% фатально - они идут в брак. Но и при 0,1% свободного модификатора пятикратное снижение прочности на растяжение при изгибе означает прирост вероятности трещинообразования в изделиях при тепловлажностной обработке (ТВО) до 50%-ного, что повышает выход бракованных изделий из тяжелого бетона до 70%, а из ячеистого неавтоклавного, в частности, пенобетона - до 100% (эти данные сообщаются в открытой печати впервые). Отсюда следует, что необходимы дополнительные меры для повышения трещиностойкости, чтобы обеспечить надежность достижения упомянутого выше комплекса положительных свойств наноцементов в строительном комплексе страны.The prior art analogue of the present invention is known - nanocement containing (in wt.%): Portland cement clinker, a calcium sulfate component (in terms of SO 3 ) and a powdery modifier, including an organic water-reducing agent and a hardening accelerator (86.1-95, 9) :( 2.5-4) :( 0.6-2.5) :( 1-7) respectively, obtained by joint grinding, or, which is the same, by co-grinding the components to a specific surface of 400-700 m 2 / kg In this case, both co-grinding and the indicated values of the specific surface are designed to guarantee the completeness of the binding in the finished product of the mentioned organic water-lowering agent with the clinker ingredient into an adhesive (chemisorption) compound [RF Patent No. 2029749, 1995]. Indeed, with a normal specific surface area of 400 m 2 / kg and reduced (in particular, at 370-395 m 2 / kg), as shown by control experiments at a number of cement plants and a grinding plant in the city of Sergiev-Posad at the Sergiev-Posad plant of concrete goods, the probability of the appearance of a free modifier in the samples in the product of normal dispersion is approximately 10%, but increases to 20-25% with the indicated decrease in dispersion. The growth of the specific surface to 600-700 m 2 / kg reduces the probability of the appearance of a free modifier to 2-3%, but does not completely exclude it. Nevertheless, the provision on the mechanically activated state of components, characterized by the completeness of chemisorption of the specified modifier on Portland cement clinker, can be considered relevant to this technical solution. Its advantages are the complex of positive effects of nanocement mentioned above. The disadvantage is that the completeness of binding of the water-reducing component to the clinker ingredient is not directly controlled, and in the presence of a free organic component in the finished product, the technical properties of the latter sharply deteriorate [Ioudovich et al., 1997, op. cit .; Yudovich B.E. et al., 1997, cit. Op.]. This is most clearly manifested in strength after steaming - in standard cement-sand samples in the absence of mineral additives in the composition of nanocements, the presence of a free modifier reduces the compressive strength by more than an order of magnitude (12-15 times), and tensile strength in bending - by 5 -10 times. Of course, nanocement is intended primarily for naturally hardened concrete due to the achievement of concrete strength at the age of 1 day of 30 MPa or more, up to 50 MPa. Steaming in such cases should be applied only with significant cement savings, in particular, double. For such concretes, the presence in the nanocement of a free modifier in an amount of more than 0.3% is fatal - they go to marriage. But even with 0.1% free modifier, a five-fold decrease in tensile strength during bending means an increase in the probability of cracking in products during heat-moisture treatment (TVO) up to 50%, which increases the yield of defective products from heavy concrete to 70%, and from non-autoclaved cellular , in particular, foam concrete - up to 100% (this data is reported in the open press for the first time). It follows that additional measures are needed to increase crack resistance in order to ensure the reliability of achieving the above-mentioned complex of positive properties of nanocements in the construction complex of the country.

Наиболее близким к настоящему изобретению (прототипом) является наноцемент, содержащий компоненты: алитовый портландцементный клинкер, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3) и порошкообразный модификатор, включающий органический водопонижающий агент в сочетании с ускорителем твердения в мае. соотношении 100:(1-7):(0,6-2,5) при степени агрегации частиц смеси 5-15 об. % и влажности до 3%, а также минеральные добавки - активные и наполнители в мае. соотношении от 100:5 до 100:850 при соизмельчении смеси компонентов до удельной поверхности 400-700 м2/кг [Патент РФ №2207995, 2002]. При этом минеральные добавки вводят как при совместном, так и при раздельном помоле с последующим смешением. Поскольку хемосорбция указанного водопонижающего компонента осуществляется только на портландцементном клинкере, то введение минеральных добавок на первой стадии-то есть при совместном помоле компонентов, или на второй стадии, где продолжается совместный помол при вводе минеральных добавок, либо в смесь остальных компонентов добавлены предварительно смолотые минеральные добавки, - не имеет существенного значения, - полнота указанной хемосорбции не изменяется. Однако, распределение частиц с полностью закрытой водопонижающим компонентом поверхностью изменяется - его равномерность при введении добавок возрастает, что повышает однородность цемента и, следвательно, его надежность.Closest to the present invention (prototype) is nanocement containing the components: alite Portland cement clinker, calcium sulfate component (in terms of SO 3 ) and a powdery modifier that includes an organic water-reducing agent in combination with a hardening accelerator in May. the ratio of 100: (1-7) :( 0.6-2.5) with a degree of aggregation of particles of the mixture of 5-15 vol. % and humidity up to 3%, as well as mineral additives - active and fillers in May. a ratio of from 100: 5 to 100: 850 when co-grinding the mixture of components to a specific surface of 400-700 m 2 / kg [RF Patent No. 2207995, 2002]. At the same time, mineral additives are introduced both during joint and separate grinding, followed by mixing. Since the chemisorption of the indicated water-reducing component is carried out only on Portland cement clinker, the introduction of mineral additives in the first stage, that is, with the joint grinding of the components, or in the second stage, where the joint grinding continues when introducing the mineral additives, or pre-ground mineral additives are added to the mixture of the remaining components , - is not significant, - the completeness of the indicated chemisorption does not change. However, the distribution of particles with a completely closed water-reducing component surface changes - its uniformity with the introduction of additives increases, which increases the uniformity of the cement and, consequently, its reliability.

Пересчет от мае. соотношения в мас. % состава наноцемента с минеральными добавки согласно прототипу позволяет сформулировать его вещественный состав следующим образом: наноцемент содержит (в мас. %) алитовые портландцементный клинкер, или портландцемент, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3), порошкообразный модификатор, включающий органический водопонижающий агент в сочетании с ускорителем твердения, а также минеральные добавки - активные и наполнители (10,4-93,4):(1-7):(0,6-2,5):(3-88). Под минеральными добавками в прототипе понимаются все предусмотренные в стандартах минеральные добавки кроме активных минеральных добавок осадочного просхождения. Более конкретно допускаемые минеральные добавки перечислены ниже.Recount from May. ratio in wt. % of the composition of nanocement with mineral additives according to the prototype allows us to formulate its material composition as follows: nanocement contains (in wt.%) alitic Portland cement clinker, or Portland cement, a sulfate-calcium component (in terms of SO 3 ), a powdery modifier that includes an organic water-reducing agent in combination with a hardening accelerator, as well as mineral additives - active and fillers (10.4-93.4) :( 1-7) :( 0.6-2.5) :( 3-88). Under the mineral additives in the prototype refers to all provided in the standards of mineral additives except active mineral additives sedimentary passage. More specifically, the allowable mineral additives are listed below.

Полнота связывания в готовом продукте упомянутого органического водопонижающего агента с клинкерным компонентом в клеевое (хемосорбционное) соединение характеризуется указанной минимальной степенью агрегации частиц. Норматив степени агрегации частиц 5-15 об. % относится к чисто клинкерному наноцементу. Гидравлически активные минеральные добавки и наполнители из групп: I - активный кремнезем: дробленая или гранулированная или молотая силикат-глыба; микрокремнезем в порошкообразной или гранулированной формах; II -гранулированный доменный шлак, топливный шлак, зола-унос, вулканический пепел, пемза, туф, кварцевый песок, полевошпатовый песок, высевки от дробления гранита, хвосты обогащения руд, стеклобой, кирпичный бой, керамзитовая или стеклокерамзитовая пыль - по-разному изменяют степень агрегации. В присутствии минеральных добавок I-ой группы степень агрегации частиц наноцемента повышается примерно на 1/5-1/3 указанной выше величины, а II-ой группы - примерно на 1/8-1/5, поскольку интенсивность собственных адсорбционных сил и способность к агрегированию у добавок II-ой группы понижены.The completeness of the binding in the finished product of the mentioned organic water-lowering agent with a clinker component into an adhesive (chemisorption) compound is characterized by the indicated minimum degree of particle aggregation. The norm of the degree of aggregation of particles 5-15 vol. % refers to purely clinker nanocement. Hydraulically active mineral additives and fillers from the groups: I - active silica: crushed or granular or ground silicate block; silica fume in powder or granular forms; II - granulated blast furnace slag, fuel slag, fly ash, volcanic ash, pumice, tuff, quartz sand, feldspar sand, granite screenings, ore dressing tailings, cullet, brick fight, expanded clay or glass ceramite dust - vary the degree to different aggregation. In the presence of mineral additives of the first group, the degree of aggregation of particles of nanocement increases by about 1 / 5-1 / 3 of the above value, and of the second group - by about 1 / 8-1 / 5, since the intensity of intrinsic adsorption forces and the ability to aggregation of additives of the second group is reduced.

Достоинство этого технического решения - экономия клинкера в равнопрочных цементах и бетонах на их основе, сокращение выбросов CO2 при декарбонизации меньшей доли известкового сырья при обжиге для получения наноцемента с пониженным содержанием в цементе клинкерного компонента и достижение при этом высоких прочностных показателей. Недостаток - хрупкость цементного, растворного камня и бетона - остается прежним. Приходится учитывать, что он существенно зависит от полноты связывания водопонижающего агента с клинкерным компонентом. А полнота связывания обусловлена не только условиями соизмельчения, но также, как выяснилось на практике - и с адсорбционной способностью клинкерного компонента, определяемой не только минералогическим составом клинкера, но и его фазовым составом, а последнего - наличием примесных фаз, остающихся в недожженном клинкере. Наличие свободного модификатора в наноцементе на клинкере пониженной адсорбционной способности наиболее наглядно проявляется на прочности после пропаривания - в стандартных цементно-песчаных образцах, причем в большей степени - в отсутствие в составе наноцементов минеральных добавок. Прочность после тепловлажностной обработки (ТВО) по стандартному режиму (2 ч - выдержка при нормальной температуре 20±2°C; 3 ч - подъем температуры до 85°C, 6 ч - изотермический прогрев, 2 ч - остывание) резко снижается в присутствии свободного модификатора, по какой бы причине он ни остался в наноцементе.The advantage of this technical solution is the saving of clinker in equal-strength cements and concrete based on them, the reduction of CO 2 emissions during decarbonization of a smaller fraction of calcareous raw materials during roasting to obtain nano-cement with a low content of clinker component in cement, and at the same time achieving high strength properties. The disadvantage - the fragility of cement, mortar and concrete - remains the same. It has to be taken into account that it substantially depends on the completeness of binding of the water-lowering agent to the clinker component. And the completeness of binding is caused not only by co-grinding conditions, but also, as it turned out in practice, and with the adsorption ability of the clinker component, determined not only by the mineralogical composition of the clinker, but also by its phase composition, and the latter - by the presence of impurity phases remaining in the unburnt clinker. The presence of a free modifier in nanocement on a clinker of reduced adsorption ability is most clearly manifested in durability after steaming - in standard cement-sand samples, and to a greater extent - in the absence of mineral additives in the composition of nanocement. Strength after heat-moisture treatment (TVO) according to the standard mode (2 hours - holding at normal temperature 20 ± 2 ° C; 3 hours - raising the temperature to 85 ° C, 6 hours - isothermal heating, 2 hours - cooling) sharply decreases in the presence of free modifier, for whatever reason, it remains in nanocement.

Этот недостаток отсутствует у наноцемента согласно настоящему изобретению. Оно заключается в том, что волокнистый наноцемент, содержащий (в мас. %) алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3), порошкообразный модификатор-органический водопонижающий агент в сочетании с ускорителем твердения, а также минеральную добавку (10,4-93,4):(1-7):(0,6-2,5):(3-88), включающий в качестве сульфатно-кальциевого компонента - природный гипсовый камень, в качестве органического водопонижающего агента с ускорителем твердения - полиметиленнафталинсульфонаты с сульфатом натрия, при удельной поверхности 400-700 м2/кг, в качестве составляющей минеральной добавки включает стекловолокнистый материал силикатного или алюмосиликатного состава и/или отход стекловолокнистого производства (мас. %) 3-28 в форме фрагментов микроволокон, или микронитей длиной 0,05-10 мкм.This disadvantage is absent in nanocement according to the present invention. It consists in the fact that a fibrous nanocement containing (in wt.%) Alite Portland cement clinker, or alite portland cement, a calcium sulfate component (in terms of SO 3 ), a powdery modifier, an organic water-lowering agent in combination with a hardening accelerator, and mineral additive (10.4-93.4) :( 1-7) :( 0.6-2.5) :( 3-88), including natural gypsum stone as a calcium sulfate component, as an organic water-reducing agent with hardening accelerator - polymethylene naphthalenesulfonates with sulfate on Tria, with surface areas of 400-700 m 2 / kg as a mineral additive component comprises silicate glass fiber material or aluminosilicate composition and / or fiber glass production waste (wt.%) in the form of fragments 3-28 microfibres or microfilaments length 0.05 -10 microns.

В варианте изобретения указанный алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент включает фосфорный ангидрид в растворимой форме в количестве (мас. %) 0,01-0,15.In an embodiment of the invention, said alitic Portland cement clinker, or alitic Portland cement, includes phosphoric anhydride in soluble form in an amount (wt.%) Of 0.01-0.15.

В другом варианте изобретения указанный алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент включает фтористые соединения в растворимой форме в пересчете на фторид-анион в количестве (мас. %) 0,01-0,1.In another embodiment of the invention, said alite Portland cement clinker, or alite portland cement, includes fluoride compounds in soluble form in terms of fluoride anion in an amount (wt.%) Of 0.01-0.1.

В следующем варианте изобретения указанный алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент включает свободный оксид кальция в количестве (мас. %) 0,01-0,5.In a further embodiment of the invention, said alitic Portland cement clinker, or alitic Portland cement includes free calcium oxide in an amount (wt.%) Of 0.01-0.5.

В варианте изобретения указанный алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент включает соединения щелочных металлов в пересчете на Na2O в количестве (мас. %) 0,05-0,6.In an embodiment of the invention, said alitic Portland cement clinker, or alitic Portland cement includes alkali metal compounds in terms of Na 2 O in an amount (wt.%) Of 0.05-0.6.

В другом варианте изобретения в качестве минеральной добавки волокнистый портландцемент включает материалы из групп: I - активные минеральные добавки: гранулированный доменный шлак, топливный шлак, зола уноса, вулканический пепел, или шлак, пемза, лом тяжелых и легких, в том числе ячеистых бетонов, керамзит, керамзитовая или стеклокерамзитовая пыль, отработанный теплоизоляционный материал, кирпичный бой; Н-наполнители: кварцевый песок, полевошпатовый песок, барханный песок, высевка дробления гранитов и/или кварцитов и/или изверженных горных пород и/или хвостов обогащения руд, кварцевая мука, каменная пыль, бой тарного и/или технического и/или строительного стекла, а также бой строительной, в том числе сантехнической керамики.In another embodiment of the invention, as a mineral additive, fiber Portland cement includes materials from the groups: I - active mineral additives: granulated blast furnace slag, fuel slag, fly ash, volcanic ash, or slag, pumice, heavy and light scrap, including cellular concrete, expanded clay, expanded clay or glass expanded clay dust, waste heat-insulating material, brick fight; H-fillers: quartz sand, feldspar sand, sand dune, sowing crushing of granites and / or quartzites and / or igneous rocks and / or ore dressing tailings, quartz flour, stone dust, tare and / or technical and / or building glass as well as the battle of construction, including plumbing ceramics.

В следующем варианте изобретения в качестве составляющей минеральной добавки - стекловолокнистого материала силикатного или алюмосиликатного состава волокнистый цемент включает материалы из групп: I - алюмосиликатное штапельное стекловолокно, содержащее в пересчете на оксиды (мас. %) SiO2 54±2, Al2O3 14±2, B2O3 7,5±2,5, MgO 2,5±2, CaO 21±4,5, Na2O 1±0,5; II - силикатное штапельное волокно, содержащее в пересчете на оксиды (мас. %) SiO2 SiO2 71±3, Al2O3 0,5±0,25, MgO 3±0,5, CaO 8±2, Na2O 15±1,5; III - смеси стекловолокнистых материалов из указанных групп; IV - отход производства стекловолокнистого материала из указанных групп и/или отход производства железистого стекловолокнистого материала в количестве (мас. %) 10-90 суммы отходов, включающего в пересчете на оксиды (мас. %): SiO2 50±3, Al2O3 15±2, Fe2O3 5,5±1,5, FeO 6±1,5, TiO2 1,5±0,5, MgO 6±1, CaO 8±2, (Na2O + 0,58 K2O) 4±1,5.In a further embodiment of the invention as a component of mineral additives - glass fiber material is a silicate or aluminosilicate fiber cement includes materials from the groups: I - aluminosilicate staple fiber comprising, calculated as oxides (wt%.) SiO 2 54 ± 2, Al 2 O March 14 ± 2, B 2 O 3 7.5 ± 2.5, MgO 2.5 ± 2, CaO 21 ± 4.5, Na 2 O 1 ± 0.5; II - silicate staple fiber containing in terms of oxides (wt.%) SiO 2 SiO 2 71 ± 3, Al 2 O 3 0.5 ± 0.25, MgO 3 ± 0.5, CaO 8 ± 2, Na 2 O 15 ± 1.5; III - a mixture of fiberglass materials from these groups; IV - waste from the production of fiberglass material from these groups and / or waste from the production of ferrous fiberglass material in an amount (wt.%) 10-90 of the amount of waste including, in terms of oxides (wt.%): SiO 2 50 ± 3, Al 2 O 3 15 ± 2, Fe 2 O 3 5.5 ± 1.5, FeO 6 ± 1.5, TiO 2 1.5 ± 0.5, MgO 6 ± 1, CaO 8 ± 2, (Na 2 O + 0 , 58 K 2 O) 4 ± 1.5.

Сущность изобретения заключается в том, что волокнистый наноцемент переводит материал, изготавливаемый на его основе, из обычного бетона или строительного раствора, в разряд композитов. Этот материал характеризуется повышенными значениями прочности, особенно на растяжение при изгибе, благодаря резкому (на порядок) приросту индукционного периода разрушения от отрыва друг от друга конечных элементов их микроструктуры, включающих микроволокна и/или микронити, по сравнению с наблюдаемыми при разрушении обычных бетона или строительного раствора. Этот прирост обусловлен возросшим сопротивлением отрывному разрушению микроволокнистой составляющей, выдергиваемой из элементов субмикроструктуры цементного, или растворного камня, окружающих головку трещины разрушения.The essence of the invention lies in the fact that the fibrous nanocement transfers the material made on its basis from ordinary concrete or mortar to the discharge of composites. This material is characterized by increased values of strength, especially tensile bending, due to a sharp (an order of magnitude) increase in the induction period of fracture from tearing apart from each other of the finite elements of their microstructure, including microfibers and / or microfilaments, compared with those observed in the destruction of ordinary concrete or building solution. This increase is due to increased resistance to tear-off fracture of the microfiber component pulled out from the elements of the submicrostructure of cement or mortar surrounding the fracture crack head.

Понятие о том, что длина волокна должна быть выше критической, возникает при рассмотрении упругой, упругопластической или (с натяжкой) пластической матрицы. При хрупкой, вдобавок, зернистой структуре оно, как видно из изложенного, не применимо, поскольку в последнем случае требуется блокировать накапливающиеся микротрещины в период их развития задолго до появления макротрещины. Индукционный период соответствует первой стадии - накопления микротрещин, характеризующей с точки зрения теории упругости условную вязкость разрушения. Ее можно оценивать по замерам трехмерных или линейных микродеформаций разрушаемого образца со строго осевым нагружением образцов в обеих стадиях на соответственно оборудованных прессах, либо упрощенно - посредством фиксации длительности указанного индукционного периода.The concept that the fiber length must be above the critical one arises when considering an elastic, elastoplastic or (with stretch) plastic matrix. With a brittle, in addition, granular structure, it, as can be seen from the above, is not applicable, since in the latter case it is required to block the accumulating microcracks during their development long before the appearance of macrocracks. The induction period corresponds to the first stage - the accumulation of microcracks, which characterizes the conditional fracture toughness from the point of view of elasticity theory. It can be estimated by measuring three-dimensional or linear microdeformations of the destructible sample with strictly axial loading of the samples in both stages with suitably equipped presses, or simplified by fixing the duration of the indicated induction period.

В соответствии с [Рабинович Ф. Н., 2004, цит. соч.], прочность возрастает при увеличении общей поверхности сдвига «зерен», то есть при уменьшении их размеров, но только в том случае, когда плотность расположения микроволокон с уменьшением размера «зерен» не снижается. Именно это положение поясняет важнейшее достоинство волокнистого цемента, являющееся и первым основным элементом новизны настоящего изобретения в части состава цемента: каким бы малым ни был объем «зерен» структуры материала, плотность расположения микроволокон в каждом из них не снизится, поскольку длина и размеры минимальных «зерен», согласно / Ulm F.-J. // XX Convegno Nationale Int. Gruppa Frattura. Torino. 24-26 guigno 2009. Proceedings. P. 3-10 /, по факту срастания «зерен», то есть микроагрегатов гидросиликатов кальция-основы цементного камня, имеют порядок величины, равной размерам частиц мелкой фракции цемента. Ф. Ульм в последней цитированной работе считает, что такое срастание микроагрегатов идет в условиях защиты от действия атмосферной углекислоты. Именно в таких условиях твердеют цементный камень, раствор и бетон на основе наноцемента / Юдович Б.Э. Основные закономерности гидратации и твердения портландцемента. // Сб. м-лов академических чтений, поев. 100-летию со дня рожд. А.В. Волженского «Развитие теории и технологии в области силикатных и гипсовых материалов». Ч. 1. М.: МГСУ. 2000, с. 20-33 /. Этим теоретически определяется указанная длина стекловокон в материалах (3-10 мкм), оставляя на их анкеровку в гидратном слое избыток над размерами частиц мелкой фракции цемента (0,3-5 мкм / Кравченко И. В. и др. Высокопрочные и особо быстротвердеющие портландцементы. М.: Стройиздат. 1971. 208 с. / ). На практике это положение полностью подтвердилось в экспериментах, характеристика которых приведена ниже в разделе описания настоящего изобретения по способу изготовления волокнистого наноцемента. Нижний предел длины микростекловолокон или микронитей (0,05 мкм) относится к их фракции, неизбежно получающейся при истирании (см. в описании способа изготовления волокнистого цемента согласно настоящему изобретению).In accordance with [Rabinovich F. N., 2004, cit. cit.], the strength increases with an increase in the total shear surface of the grains, that is, with a decrease in their size, but only in the case when the microfibre density does not decrease with a decrease in the size of the grains. It is this position that explains the most important advantage of fiber cement, which is also the first basic element of the novelty of the present invention in terms of cement composition: no matter how small the volume of “grains” of the material structure, the microfibre density in each of them will not decrease, since the length and size of the minimum grains ”, according to / Ulm F.-J. // XX Convegno Nationale Int. Gruppa Frattura. Torino 24-26 guigno 2009. Proceedings. P. 3-10 /, on the fact of the coalescence of "grains", that is, microaggregates of calcium hydrosilicates, the basis of cement stone, have an order of magnitude equal to the size of the particles of a fine fraction of cement. F. Ulm in the last cited work believes that such intergrowth of microaggregates occurs under conditions of protection against atmospheric carbon dioxide. It is in such conditions that cement stone, mortar and concrete based on nanocement harden / Yudovich B.E. The main laws of hydration and hardening of Portland cement. // Sat Academic readings, eating. 100th birthday A.V. Volzhenskogo "Development of theory and technology in the field of silicate and gypsum materials." Part 1. M .: MGSU. 2000, p. 20-33 /. This theoretically determines the indicated length of glass fibers in materials (3-10 μm), leaving an excess over the particle size of the fine cement fraction (0.3-5 μm / IV / Kravchenko et al., High-strength and especially quick-hardening Portland cement for their anchoring in the hydrated layer) M.: Stroyizdat. 1971.208 p. /). In practice, this position has been fully confirmed in experiments, the characteristics of which are given below in the description section of the present invention by a method for manufacturing fibrous nanocement. The lower limit of the length of microglass fibers or microfilaments (0.05 μm) refers to their fraction, which inevitably results from abrasion (see the description of the method for manufacturing fibrous cement according to the present invention).

Алитовый портландцементный клинкер и портландцемент на его основе включают трехкальциевый силикат (3CaO·SiO2, в сокращенной нотации C3S - алит) в расчетном по В.А. Кинду / Краткий справочник технолога цементного завода. Под ред. И.В. Кравченко, Т.Г. Мешик. М.: Стройиздат.1974. 304 с. / количестве 60 мас. % и более / Окороков С.Д. Взаимодействие минералов портландцементного клинкера в процессе твердения цемента. Л.: Стройиздат, 1945. - 150 с. /.Alite Portland cement clinker and Portland cement based on it include tricalcium silicate (3CaO · SiO 2 , in the abbreviated notation C 3 S - alite) in the calculation according to V.A. Kindu / Quick reference of a cement plant technologist. Ed. I.V. Kravchenko, T.G. Meshik. M .: Stroyizdat. 1974. 304 s / amount of 60 wt. % and more / Okorokov S.D. The interaction of minerals of Portland cement clinker in the process of cement hardening. L .: Stroyizdat, 1945 .-- 150 p. /.

Использование такого клинкера и цемента в настоящем изобретении обусловлено данными по преимущественной хемосорбции модификаторов сульфонатных типов при их совместном измельчении с указанными клинкером и цементом именно на алите, в меньшем количестве - на алюмоферритной фазе (C4AF) и полном отсутствии их хемосорбции на C2S-белите и С3А - трехкальциевом алюминате. Поэтому использование неалитового или низкоалитового клинкера или цемента как основы для волокнистого наноцемента увеличивало бы вероятность появления в готовом продукте свободного модификатора со снижением качества бетона.The use of such clinker and cement in the present invention is due to data on the predominant chemisorption of sulfonate type modifiers when they are co-milled with the indicated clinker and cement precisely on alite, in a smaller amount on the aluminoferrite phase (C 4 AF) and the complete absence of their chemisorption on C 2 S -white and C 3 A - tricalcium aluminate. Therefore, the use of non-alitic or low-alumite clinker or cement as the basis for fibrous nanocement would increase the likelihood of a free modifier in the finished product with a decrease in the quality of concrete.

В четырех следующих вариантах изобретения накладываются обычные ограничения состава клинкерной части волокнистого наноцемента по содержанию агрессивных по отношению к стекловолокну растворимых примесей, которые целесообразно ограничивать при изготовлении любых стеклоцементных материалов для обеспечения их долговечности: фосфатных соединений в пересчете на фосфорный ангидрид в количестве не более 0,15 мас. %, фтористых соединений в пересчете на фторид-анион в количестве не более 0,1 мас. %, свободного оксида кальция в количестве не более 0,5 мас. %, соединений щелочных металлов в пересчете на Na2O в количестве не более 0,6 мас. %.In the four following embodiments of the invention, the usual limitations are imposed on the composition of the clinker part of the fibrous nanocement in terms of the content of soluble aggressive impurities in relation to fiberglass, which should be limited in the manufacture of any glasscement materials to ensure their durability: phosphate compounds in terms of phosphoric anhydride in an amount of not more than 0.15 wt. %, fluoride compounds in terms of fluoride anion in an amount of not more than 0.1 wt. %, free calcium oxide in an amount of not more than 0.5 wt. %, alkali metal compounds in terms of Na 2 O in an amount of not more than 0.6 wt. %

Возникает естественный вопрос: при высокой общей щелочности цементного камня, если судить по pH жидкой фазы, свежевыжатой из него под прессом, в пределах от 10,5 (при малоклинкерном исходном цементе) до 13,5 (на цементе из высокощелочного клинкера без минеральных добавок) /Курбатова И.И. Современные методы химического анализа строительных материалов. М.: Стройиздат.1972. 178 с. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцемент: минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации. М.: Стройиздат. 1974. 326 с. Волженский А.В. и др. Минеральные вяжущие вещества. Технология и свойства. М.: Стройиздат.1979. 480 с. / могут ли иметь значение для стойкости стекловолокна в столь щелочном цементном камне незначительные (в пределах долей мас. %) кислые примеси, перечисленные выше? Если точнее - почему на практике они разрушительным образом влияют на стекловолокно в цементном камне, не будучи нейтрализованы высокой общей щелочностью? Вопрос этот без ответа был задан в работе /Рабинович Ф.Н., Клишанис Н.Д. Устойчивость стеклянных волокон к воздействиям среды гидратирующихся цементов // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. 1982. №2. С. 323-329 /. Ответ заключается в том, что цементный камень не является матрицей, а, будучи зернистым материалом, обладает локальной коррозионной активностью, причем в одних микрозонах, прилегающих к стекловолокну - кислотной, в других - щелочной (по сравнению с нейтральным рН=7), в зависимости от непосредственно контактирующих с волокном фаз. Попытка подобного ответа на поставленный вопрос содержится в известной работе / Пащенко А.А., Сербии В.П., Паславская А.П. и др. Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами. М.: Стройиздат. 1988. 201 с. / и более конкретно- в статье / Мейтин Ю.В, и др. Использование метода малых цементных блоков при оценке долговечности стеклофиброцемента // Тр. Гос. ин-та стекла. 1989. С. 48-50 /.A natural question arises: with a high total alkalinity of cement stone, judging by the pH of the liquid phase freshly squeezed out of it under a press, from 10.5 (with low-clinker initial cement) to 13.5 (on highly alkaline clinker cement without mineral additives) / Kurbatova I.I. Modern methods of chemical analysis of building materials. M .: Stroyizdat. 1972. 178 p. Butt Yu.M., Timashev V.V. Portland cement: mineralogical and particle size distribution, modification and hydration processes. M .: Stroyizdat. 1974. 326 p. Volzhensky A.V. Mineral binders. Technology and properties. M .: Stroyizdat. 1979. 480 s / can minor (within fractions of wt.%) acidic impurities listed above be of importance for the resistance of fiberglass in such an alkaline cement stone? More precisely, why in practice do they destructively affect fiberglass in cement stone without being neutralized by high total alkalinity? This unanswered question was asked in the work / Rabinovich F.N., Klishanis N.D. The resistance of glass fibers to the effects of hydrated cements // Izv. USSR Academy of Sciences. Ser. Inorganic materials. 1982. No. 2. S. 323-329 /. The answer lies in the fact that cement stone is not a matrix, but, being a granular material, has local corrosion activity, and in some microzones adjacent to fiberglass it is acidic, in others it is alkaline (compared to neutral pH = 7), depending from phases directly in contact with the fiber. An attempt of a similar answer to the question is contained in the well-known work / Pashchenko A.A., Serbia V.P., Paslavskaya A. etc. Reinforcing of inorganic binders with mineral fibers. M .: Stroyizdat. 1988.201 p. / and more specifically, in the article / Meytin Yu.V. et al. Using the method of small cement blocks in assessing the durability of fiberglass cement // Tr. Gos. Institute of glass. 1989.S. 48-50 /.

Коренное преимущество настоящего изобретения над уровнем техники обусловлено опорой именно на этот новый подход. Впервые оно упомянуто в работе / Юдович Б.Э., Джантимиров X.А., Зубехин С.А. Перспективы применения композиционных материалов на основе цементных матриц // Alitinform 2013 №1 (28) С. 20-28 / и заключается в том, что внешней оболочкой гидросиликатов кальция (CSH) в камне наноцемента являются силоксановые цепи (триады кремнекислородных групп) состава -О-Si-O-Si-O-Si-O-. Именно они напосредственно контактируют в системе «наноцемент - стекловолокно» с поверхностью стекловолокон, а не кальцийкислородные или кальцийгидроксилкислородные цепи (с включениями отдельных кремнекислородных тетраэдров), присутствующие на поверхности гидросиликатов кальция в твердеющем портландцементе. Эти кальцийсодержащие цепи на поверхности гидратов портландцемента и есть главные коррозионные агенты для стекловолокон в цементном камне. В наноцементе этого коррозионного агента нет. В этом состоит главная причина коренного преимущества наноцемента как основы стеклоцемента над уровнем техники. В составе наноцементного камня стекловолокна действительно стойки вне зависимости от их доли в общем объеме камня и от присутствия в нем снижающих общую щелочность среды активных минеральных добавок. Первая проба с введением в наноцементную систему 2% по объему стекловолокна в работе / Юдович Б.Э. и др., 2010, цит. соч. / показала его долговечность на протяжении последующих трех лет, а новые опыты с большим содержанием стекловолокна в наноцементной основе, изложенные ниже в описании настоящего изобретения, в свою очередь, показали, что понятие о стойкости стекловолокна во времени в среде наноцементного камня больше не рассматривается как основа при выборе состава композита (напомним, что в пользующихся мировой известностью работах Ф.Н. Рабиновича / 3-е изд., 2004, цит. соч.; 4-е изд., 2013 / вводится коэффициент стойкости стекловолокна в портландцементном камне, в соответствии с которым часть волокна во времени последовательно выбывает из расчетной массы). В камне волокнистого наноцемента согласно изобретению минеральное волокно не корродирует. Поэтому в настоящем изобретении объемное содержание стекловолокна в наноцементном камне впервые повышено до 3-30%, что невозможно в обычном портландцементном камне, поскольку массовая коррозия такого материального объема разрушила бы весь окружающий материал. Соответственно к стекловолокну в настоящем изобретении не предъявляется специальных химических требований, ибо никакого коррозионного воздействия на стекловолокно не оказывается, и на первый план выходят экономические требования минимальной стоимости волокон, что характерно именно для волокон составов из выбранных групп.The fundamental advantage of the present invention over the prior art is due to the reliance on this new approach. It was first mentioned in the work / Yudovich B.E., Dzhantimirov X.A., Zubehin S.A. Prospects for the use of composite materials based on cement matrices // Alitinform 2013 No. 1 (28) P. 20-28 / and lies in the fact that the outer shell of calcium hydrosilicates (CSH) in the stone of nanocement are siloxane chains (triads of silicon-oxygen groups) of composition -O -Si-O-Si-O-Si-O-. They are the ones that directly contact in the "nanocement - glass fiber" system with the surface of the glass fibers, and not the calcium-oxygen or calcium-hydroxyl-oxygen chains (with inclusions of individual silicon-oxygen tetrahedrons) present on the surface of calcium hydrosilicates in hardening Portland cement. These calcium-containing chains on the surface of Portland cement hydrates are the main corrosive agents for fiberglass in cement stone. Nanocement does not have this corrosive agent. This is the main reason for the fundamental advantage of nanocement as the basis of glass cement over the prior art. In the composition of the nanocement stone, fiberglass is really resistant, regardless of their share in the total volume of the stone and the presence in it of active mineral additives that reduce the overall alkalinity of the medium. The first test with the introduction of 2% by volume of fiberglass into the nanocement system in the work / Yudovich B.E. et al., 2010, cit. Op. / showed its durability over the next three years, and new experiments with a high content of fiberglass in a nano-cement base, described below in the description of the present invention, in turn, showed that the concept of the resistance of fiberglass over time in a medium of nano-cement stone is no longer considered as the basis when choosing the composition of the composite (recall that in the world-famous works of F.N. Rabinovich / 3rd ed., 2004, cit. cit.; 4th ed., 2013 /, the coefficient of fiberglass resistance in a Portland cement stone is introduced in according to which part of the fiber in time successively drops out of the calculated mass). In the stone of the fibrous nanocement according to the invention, the mineral fiber does not corrode. Therefore, in the present invention, the volumetric content of fiberglass in a nanocement stone is first increased to 3-30%, which is not possible in a conventional Portland cement stone, since massive corrosion of such a material volume would destroy all surrounding material. Accordingly, no special chemical requirements are imposed on fiberglass in the present invention, because there is no corrosive effect on fiberglass, and the economic requirements of the minimum cost of fibers come to the fore, which is characteristic of fibers of the compositions of the selected groups.

Что касается отхода железистого стекловолокнистого материала в количестве (мас. %) 10-90 суммы отходов, включающего в пересчете на оксиды (мас. %): SiO2 50±3, Al2O3 15±2, Fe2O3 5,5±1,5, FeO 6±1,5, TiO2 1,5±0,5, MgO 6±1, CaO 8±2, (Na2O + 0,58 K2O) 4±1,5, то железистый отход указанного состава-это отход базальтового волокна, а также отход продуктов распушки плавов оливинов, пироксенов и других метабазитов (группа минералов средней основности из изверженных вулканических лав и магмы, в отличие от встречающихся в них примесей высокоосновных минералов акцессорного типа таких как кальцит или апатит). Эти стекловолокнистые отходы хорошо известны, но в виду пониженной хрупкости и повышенной антикоррозионной стойкости, придаваемой оксидами железа, они существенно дороже обычных стекловолокнистых отходов из I-ой и II-ой групп, поэтому в составе столь широко распространенного и недорогого материала, каким является цемент, применимы лишь в весьма ограниченном объеме.With regard to the waste of ferrous glass fiber material in an amount (wt.%) Of 10-90 amounts of waste, including, in terms of oxides (wt.%): SiO 2 50 ± 3, Al 2 O 3 15 ± 2, Fe 2 O 3 5, 5 ± 1.5, FeO 6 ± 1.5, TiO 2 1.5 ± 0.5, MgO 6 ± 1, CaO 8 ± 2, (Na 2 O + 0.58 K 2 O) 4 ± 1.5 , then the glandular waste of this composition is the waste of basalt fiber, as well as the waste products of the fluxes of olivines, pyroxenes and other metabasites (a group of minerals of medium basicity from igneous volcanic lavas and magma, in contrast to the admixtures of highly basic accessory minerals such as cal btsit or apatite). These fiberglass wastes are well known, but in view of the reduced brittleness and increased corrosion resistance imparted by iron oxides, they are significantly more expensive than ordinary fiberglass wastes from the first and second groups, therefore, as part of such a widespread and inexpensive material as cement, applicable only to a very limited extent.

Анкеровка микроволокон в составе цементного материала (камня, раствора, бетона) в системе «наноцемент - стекловолокно» начинается с момента затворения волокнистого наноцемента водой за счет химических связей волокон с поверхностью первых гидратных новообразований на наноблоках поверхности алита в самом начале процесса лавинной гидратации волокнистого наноцемента сразу после его перемешивания с водой до и после укладки смеси его с водой и другими составляющими строительного раствора и бетона в форму. При этом вяжущие свойства наноцемента выше, чем у любых других гидравлических вяжущих веществ / Юдович Б.Э. и др. // XXIII Всероссийское (VII-е Международное) совещание начальников лабораторий цементных заводов. Труды. М. Инстрон. 2010, разд. /]. Соответственно он способен связать наибольшее количество минеральных добавок, одной из которых являются стеклянные микроволокна и/или микронити. Их поверхность в начальный момент перемешивания волокнистого наноцемента с водой гладкая, лишь смоченная водой. Она не содержит посторонних адсорбированных частиц, а также молекул углекислоты, поскольку защищена от последней сплошными внешним слоем остатков углеводородных цепей полиметиленнафталинсульфонатов от органоминеральных оболочек, находящихся на частицах клинкерного компонента волокнистого наноцемента / Бикбау М.Я. Открытие явления нанокапсуляции дисперсных веществ // Вестник Росс, академии естеств. наук. Сер. Физика. 2012. №3. С. 27-35 /. Эти оболочки трехслойны с внешним (первым) диффузным слоем из обрывков углеводородных цепей модификатора, прикрепленных концами (функциональными группами) ко второму слою - нанооболочке из плавленого модификатора с растворенными в ней наноблоками алита и примесями промежуточного вещества (основной, упомянутой в цитированном источнике), расположенной над протравленных этой оболочкой как кислотой третьим слоем из наноблоков алита. Первый - гидрофобный слой - защищает находящиеся под ним остальные слои на клинкерной частице и минеральное волокно в составе наноцемента, на которое он перешел в процессе помола (см. в описании способа осуществления изобретения) от воды и обеспечивает достаточную сыпучесть волокнистого наноцемента, чтобы использовать силоса для его хранения. Второй слой (плавления нанооболочка) защищает не только клинкерную часть волокнистого наноцемента от атмосферной углекислоты, но, что самое главное, защищает от нее и продукты гидратации указанного цемента. А это полностью изменяет фазовый состав гидратов. Основной гидросиликат Ca в них - афвиллит C3S2H3 с упомянутыми силоксановыми цепочками / Юдович Б.Э., 2000, цит. соч. /. Его уточненная структурная формула [Ca12(H2O)8][SiO4]4[SiO2(OH)2] согласно / Расцветаева Р.К. и др. Уточненная структура афвиллита из Северобайкальского региона. // Кристаллография. 2009. Т. 54. №3. с. 451-455 / не содержит групп CaO. У тоберморита, главного гидросиликата кальция в камне портландцмента, над сухим льдом структурная формула имеет вид Ca2[SiO2(OH)2]2CaO согласно / Брунауэр С. и др. Гидратация трехкальциевого силиката и J3-двухкальциевого силиката в температурном интервале 5 - 50°С / Химия цементов. Ред. Х.Ф.У. Тейлор. М.: Изд. лит. по стр-ву. 1969. С. 214-232 /. Изложенное показывает, что основной гидросиликат камня наноцемента афвиллит, не включающий групп CaO и Ca(OH)2, обеспечивает благодаря силоксановым группам отсутствие коррозии стекловолокна в составе наноцементного камня. Преобладание на внешних фазовых границах камня наноцемента силоксановых трехчленных цепочек, сцепляющихся со стекловолокном полярно-ковалентными связями, обеспечивает стабильность стекловолокна в камне и возможность введения в его состав до 30% массы стекловолокна. В отличие от этого в камне портландцемента преобладают менее прочные полярные связи с минеральными компонентами, а именно со стекловолокном через (HO)Ca(OH)-группы, корродирующие стекло. Поэтому в портландцементный камень не следует вводить стекловолокно в количестве более 2 мас. %, чтобы избежать коррозии и ее продуктов, вспучивающих камень и приводящих к его разрушению намного раньше потери сплошности стекловолокон от кальциевой коррозии. Отсутствие коррозии стекловолокна в камне нанопортландцемента обеспечивает (несмотря на высокую удельную поверхность) длительную сохранность свойств стекловолокнистого наноцемента, в частности, класса прочности. Единственное ограничение ввода стекловолокна по массе состоит в потере сыпучести волокнистого наноцемента в зависимости от размеров стекловолокн или стеклонитей. При максимальной длине 10 мкм сыпучесть не теряется вплоть до 30 мас. % стекловолокнистого материала, хотя, как показано нижек в описании способа, оптимальное содержание стекловолокна по максимуму прочности на растяжение при изгибе ниже этого уровня.Anchoring of microfibers in the composition of cement material (stone, mortar, concrete) in the "nanocement - fiberglass" system begins from the moment the fibrous nanocement is mixed with water due to the chemical bonds of the fibers with the surface of the first hydrated neoplasms on the alite surface nanoblocks at the very beginning of the avalanche hydration process of the fibrous nanocement after mixing it with water before and after laying it with water and other components of the mortar and concrete in the mold. Moreover, the astringent properties of nanocement are higher than that of any other hydraulic binders / Yudovich B.E. and others // XXIII All-Russian (VII-th International) meeting of the heads of laboratories of cement plants. Proceedings. M. Instron. 2010, sect. /]. Accordingly, it is able to bind the largest number of mineral additives, one of which is glass microfibers and / or microfilaments. Their surface at the initial moment of mixing the fibrous nanocement with water is smooth, only moistened with water. It does not contain extraneous adsorbed particles, as well as carbon dioxide molecules, since it is protected from the latter by a continuous outer layer of hydrocarbon chain residues of polymethylene naphthalene sulfonates from organomineral shells that are on the particles of the clinker component of the fibrous nanocement / M.Ya. Bikbau. Discovery of the phenomenon of nanocapsulation of dispersed substances // Bulletin of Ross, Academy of Sciences. sciences. Ser. Physics. 2012. No3. S. 27-35 /. These shells are three-layered with an external (first) diffuse layer of fragments of modifier hydrocarbon chains attached by the ends (functional groups) to the second layer - a nano-shell of a fused modifier with alite nanoblocks dissolved in it and impurities of an intermediate substance (the main one mentioned in the cited source) located above the etched with this shell as an acid third layer of alite nanoblocks. The first, a hydrophobic layer, protects the remaining layers beneath it on the clinker particle and the mineral fiber in the composition of the nanocement, which he switched to during grinding (see the description of the method for carrying out the invention) from water and provides sufficient flowability of the fibrous nanocement to use silo for its storage. The second layer (melting nano-shell) protects not only the clinker part of the fibrous nanocement from atmospheric carbon dioxide, but, most importantly, it also protects the hydration products of this cement from it. And this completely changes the phase composition of hydrates. The main Ca hydrosilicate in them is afvillite C 3 S 2 H 3 with the mentioned siloxane chains / Yudovich B.E., 2000, cit. Op. /. Its refined structural formula is [Ca 12 (H 2 O) 8 ] [SiO 4 ] 4 [SiO 2 (OH) 2 ] according to / Rastsvetayeva R.K. et al. Refined structure of afvillite from the North Baikal region. // Crystallography. 2009.V. 54. No. 3. from. 451-455 / does not contain CaO groups. For tobermorite, the main calcium hydrosilicate in Portland cement, above dry ice, the structural formula is Ca 2 [SiO 2 (OH) 2 ] 2 CaO according to / Brunauer S. et al. Hydration of tricalcium silicate and J3-dicalcium silicate in the temperature range of 5 - 50 ° С / Chemistry of cements. Ed. H.F.U. Taylor M .: Publishing. lit. by page 1969.S. 214-232 /. The above shows that the main hydrosilicate of the stone of nanocement afvillite, not including the CaO and Ca (OH) 2 groups, provides thanks to the siloxane groups the absence of corrosion of fiberglass in the composition of the nanocement stone. The predominance of siloxane three-membered chains at the external phase boundaries of the stone, bonded to the glass fiber by polar covalent bonds, ensures the stability of the glass fiber in the stone and the possibility of introducing into its composition up to 30% of the weight of the glass fiber. In contrast, Portland cement stone is dominated by less strong polar bonds with mineral components, namely with glass fiber through the (HO) Ca (OH) groups that corrode the glass. Therefore, fiberglass in an amount of more than 2 wt.% Should not be introduced into Portland cement stone. % to avoid corrosion and its products, swelling stone and leading to its destruction much earlier than the loss of continuity of fiberglass from calcium corrosion. The absence of corrosion of fiberglass in the stone of nanoportland cement provides (despite the high specific surface) long-term preservation of the properties of fiberglass nanocement, in particular, strength class. The only mass fiber input restriction is the loss of flowability of the fibrous nanocement depending on the size of the glass fibers or glass fibers. With a maximum length of 10 μm, flowability is not lost up to 30 wt. % fiberglass material, although, as shown below in the description of the method, the optimal content of fiberglass to the maximum tensile strength in bending below this level.

Функции слоистых нанооболочек на клинкерных частицах волокнистого наноцемента по отношению к стекломикроволокнам таковы: первый слой защищает поверхность стекловолокна от воды и углекислоты атмосферы в процессе домола, второй анкерует микроволокна во время затворения цемента водой и сразу в ходе лавинной гидратации наноблоков алита (третьего слоя), а последний, кроме того, связывает волокна с гидратами в армирующую сетку, сшивающую цементный материал в композит. Этот композит, в отличие от обычного бетона, проявляет свойства связности в гораздо большей мере, чем обычный цементный камень, отсюда рост прочности на растяжение при изгибе, характеризующий снижение хрупкости и др.The functions of layered nanoshells on clinker particles of fibrous nanoc cement in relation to glass microfibers are as follows: the first layer protects the surface of the fiberglass from water and atmospheric carbon dioxide during the milling process, the second anchors microfibers during cement mixing with water and immediately during the avalanche hydration of alite nanoblocks (third layer) the latter, in addition, binds the fibers with hydrates into a reinforcing mesh, cross-linking the cement material into a composite. This composite, unlike ordinary concrete, exhibits bonding properties to a much greater extent than ordinary cement stone, hence the increase in tensile strength in bending, which characterizes a decrease in brittleness, etc.

Сущность изобретения становится более ясной из представленных ниже результатов экспериментов, согласно которым заявленные положительные эффекты, прежде всего отсутствие коррозии стекловолокна в среде волокнистого наноцемента, действительно подтверждаются.The essence of the invention becomes clearer from the following experimental results, according to which the claimed positive effects, especially the absence of corrosion of fiberglass in a medium of fibrous nanocement, are indeed confirmed.

Однако для этого необходимо использование способа изготовления волокнистого цемента, описываемого ниже.However, this requires the use of a method of manufacturing fiber cement, described below.

Из уровня техники известен способ изготовления наноцемента путем помола до удельной поверхности 400-600 м2/кг портландцементного клинкера, или портландцемента, сульфатно-кальциевого компонента - природного гипсового камня, модификатора - органического водопонижающего компонента, а именно полиметиленнафталинсульфонатов, кремнеземистой минеральной добавки-природной или техногенной при их содержании в готовом продукте (в мас. %): (30-70):(2,5-4):(30-70):(0,6-2,5) соответственно, включающий совместный помол до удельной поверхности 300 - 390 м2/кг портландцементного клинкера, или портландцемента, гипсового камня, модификатора и первой части кремнеземистой минеральной добавки, а именно 5-28 мас. %, и последующий домол полученной смеси с остальной частью указанной минеральной добавки / Патент РФ №2371402, 2006 /. Достоинство этого технического решения, помимо экономии клинкерной части и соответствующего снижения расхода топлива на обжиг клинкера и снижения выбросов CO2, NOx и других, заключается в улучшении распределения минеральной добавки по массе наноцемента благодаря двухстадийному помолу, а при более высокой твердости минеральной добавки по сравнению с портландцементным клинкерным компонентом - в интенсификации помола последнего, обеспечивающего повышенный выход адсорбционно активной фракции клинкерного компонента и повышение его суммарной адсорционной способности, что может повысить степень связывания модификатора в процессе совместного помола компонентов наноцемента. Недостаток способа - затруднения с выдерживанием точного соотношения масс клинкерной части наноцемента и минеральных добавок с наполнителями или в отсутствие последних. Для выбора и поддержания точного соотношения этих компонентов в наноцементе необходим пропуск их через блок дозаторов, либо через весовые транспортеры, либо длительная калибровка транспортных устройств перед домолом при помощи многократного химического анализа проб смесей, что требует повышенных затрат инженерного и операторского труда. Одним словом, этот способ недостаточно технологичен при заводском производстве.The prior art method for the manufacture of nanocement by grinding to a specific surface of 400-600 m 2 / kg of Portland cement clinker, or Portland cement, calcium sulfate component - natural gypsum stone, modifier - organic water-reducing component, namely polymethylenenaphthalene sulfonates, natural or siliceous mineral additives technogenic when they are contained in the finished product (in wt.%): (30-70) :( 2.5-4) :( 30-70) :( 0.6-2.5), respectively, including joint grinding to specific surface 300 - 390 m 2 / kg Portland ent clinker, or Portland cement, gypsum, a modifier and the first part of a siliceous mineral additive, namely 5-28 wt. %, and subsequent domol of the mixture with the rest of the specified mineral additives / RF Patent No. 2371402, 2006 /. The advantage of this technical solution, in addition to saving the clinker part and a corresponding reduction in fuel consumption for clinker firing and reducing emissions of CO 2 , NO x and others, is to improve the distribution of the mineral additive by the mass of nanocement due to two-stage grinding, and with a higher hardness of the mineral additive compared with a Portland cement clinker component - in the intensification of grinding of the latter, which provides an increased yield of the adsorption-active fraction of the clinker component and an increase in its amounts molecular adsortsionnoy ability, which may increase the degree of binding of the modifier during the joint grinding nanotsementa components. The disadvantage of this method is the difficulty in maintaining the exact mass ratio of the clinker part of the nanocement and mineral additives with fillers or in the absence of the latter. To select and maintain the exact ratio of these components in nanocement, it is necessary to pass them through a dispenser unit, either through weight conveyors, or a long calibration of transport devices before the milling using multiple chemical analysis of mixtures, which requires increased engineering and operator labor. In short, this method is not technologically advanced in factory production.

Аналогом настоящего изобретения является способ изготовления наноцемента, включающий домол полученного наноцемента, проявляющего водоотделение в цементном тесте или в стандартных цементно-песчаных растворах, до прекращения водоотделения при заданном водоцементном отношении (В/Ц) / Патент РФ №2029749, 1995 /. Домол осуществляли удлинением времени первой стадии помола эпизодически, в тех случаях, когда отмечалось недопустимо повышенное (более 15%) водоотделение, что считается признаком присутствия в наноцементе свободного модификатора, являющегося неприемлемым. Недостаток способа - нестабильноть технологического процесса. Обычно это результат неподготовленности мельницы к тонкому помолу: велик средний диаметр тел в мелющей загрузке, недостаточен диапазон регулировки разрежения, излишне велик диаметр отверстий (щелей) разгрузочной решетки, площадь ее свободного сечения чрезмерна, не вполне поддерживается заданное соотношение компонентов цемента дозирующей системой и т.п. Наконец, если поправками во всех перечисленных участках не удавалось компенсировать главный из возможных недостатков предварительной стадии технологического процесса - недожог клинкера, ныне весьма распространенный, и обусловленную им пониженную адсорбционную способность клинкерной части наноцемента, то приходилось применять данный способ. Он представляет собой последний резерв для предотвращения выпуска брака.An analogue of the present invention is a method for the manufacture of nanocement, including the mantle of the obtained nanocement, exhibiting water separation in a cement paste or in standard cement-sand mortars, until the water separation ceases at a given water-cement ratio (W / C) / RF Patent No. 2029749, 1995 /. The milling was carried out by lengthening the time of the first grinding stage occasionally, in cases where an unacceptably increased (more than 15%) water separation was noted, which is considered a sign of the presence of a free modifier in nanocement, which is unacceptable. The disadvantage of this method is the instability of the process. Usually this is the result of the mill being unprepared for fine grinding: the average diameter of the bodies in the grinding charge is large, the range of vacuum regulation is insufficient, the diameter of the openings (slots) of the discharge grill is too large, its free cross-sectional area is excessive, the predetermined ratio of cement components to the metering system is not fully supported, etc. P. Finally, if the amendments in all of the above areas could not compensate for the main possible shortcoming of the preliminary stage of the technological process - clinker incomplete burning, now very common, and the reduced adsorption capacity of the clinker part of nanocement caused by it, then we had to use this method. It represents the last reserve to prevent the release of marriage.

Согласно прототипу настоящего изобретения - способу двухстадийного помола наноцемента, в котором на первой стадии измельчают портландцементный клинкер, сульфатно-кальциевый компонент и модификатор, включающий органический водопонижающий компонент-полиметиленнафталинсульфонаты, а затем в состав указанного наноцемента дополнительно вводят активную минеральную добавку и/или наполнитель при совместном или раздельном помоле с последующим смешением при массовых соотношениях портландцементного клинкера и активной минеральной добавки и/или наполнителя от 100: 5 до 100:850 при его гигроскопической влажности 0,013 мас. % /Патент РФ №2207995, 2003/. Этот способ применяют в тех случаях, когда препятствуют водоотделению наноцемента при высокой щелочности клинкера посредством повышения водопотребности композиционного наноцемента благодаря активной минеральной добавке (рассматривая, наряду с обычными активными минеральными добавками, также добавку микрокремнезема) и/или замедляя оседание наноцементно-водной суспензии при использовании литых бетонных смесей с высокими значениями В/Ц (более 0,5) посредством наполнителей (филлеров) различной дисперсности, в том числе путем совместного домола с клинкерной частью цемента или отдельно смолотых с последующим смешением на второй стадии домола с наноцементом без активной минеральной добавки или в ее присутствии. При приготовлении наноцемента путем домола готового портландцемента, как правило, не содержащего минеральных добавок, данный способ эффективен и используется в промышленном масштабе, в частности, на Сергиев-Посадской установке для изготовления наноцемента (портландцемент с плотной контактной зоной, ПЦ ПКЗ /ТУ 5730-001-86664502-2009/), подробности в публикации / Юдович Б. Э., Зубехин С.А. Цементы с низкой водопотребностью и портландцемент с плотной контактной зоной. // International Analytical Review Alitinform (Алитинформ). 2010. №3. С. 20-23. №4. С. 22-26 /.According to the prototype of the present invention, a two-stage grinding method of nanocement, in which the Portland cement clinker, calcium sulfate component and a modifier comprising an organic water-lowering component, polymethylene naphthalene sulfonates, are ground in the first stage, and then an active mineral additive and / or filler are additionally introduced into the composition of the said nanocement or separate grinding with subsequent mixing at mass ratios of Portland cement clinker and active mineral additives and / or filler from 100: 5 to 100: 850 with its hygroscopic humidity of 0.013 wt. % / RF Patent No. 2207995, 2003 /. This method is used in cases where the water separation of nanocement is prevented when clinker is highly alkaline by increasing the water demand of the composite nanocement due to the active mineral additive (considering, along with the usual active mineral additives, also the addition of silica fume) and / or slowing down the settling of the nanocement-water suspension when using cast concrete mixtures with high H / C values (more than 0.5) by means of fillers (fillers) of different dispersion, including by joint o domol with a clinker part of cement or separately ground, followed by mixing in the second stage of domol with nanocement without an active mineral additive or in its presence. In the preparation of nanocement by grinding milled portland cement, which usually does not contain mineral additives, this method is effective and is used on an industrial scale, in particular, at the Sergiev Posad plant for the manufacture of nanocement (Portland cement with a dense contact zone, PCC PKZ / TU 5730-001 -86664502-2009 /), details in publication / Yudovich B.E., Zubehin S.A. Low water cement and Portland cement with a dense contact area. // International Analytical Review Alitinform (Alitinform). 2010. No3. S. 20-23. Number 4. S. 22-26 /.

Полученный этим способом наноцемент отвечает всем требованиям новейшего стандарта на цементы для транспортного строительства / ГОСТ Р 55224-2012 Цементы для транспортного строительства. Технические условия. М.: 2013. 8 с./, см. подробности в работе / Сивков С.П. и др. / Инновации в строительстве и строительной индустрии. Сб. научных трудов НИИМосстроя. Вып. 55. М.: Изд. «Наука-Бизнес-Паритет». 2013. С. 54-60/, за исключением норм по содержанию органических добавок - не более 0,15 мас. % (здесь имеются в виду интенсификаторы помола, введение которых в нанопортландцемент не допускается согласно / цит. док. ТУ 2009 г. /) и удельной поверхности - не более 350 м2/кг. Ограничение удельной поверхности цемента для транспортного строительства этим уровнем нелогично. Отметим, что инициатива по разработке данного российского стандарта принадлежала ф. «Лафарж» в 2011 г. / Сивков, 2013, цит. соч. /, но именно представителем ф. «Лафарж» эта норма стандарта подверглась решительной критике на совещании в НИИМосстрое в ноябре 2013 г., доклады которого легли в основу / Сб. научн. трудов, 2013, цит. соч. /. Критик от ф. «Лафарж», ранее сотр. НИИМосстроя С.В. Мошковская упрекала авторов ГОСТ за неучет массива экспериментальных данных по тонкости помола (удельной поверхности) цемента, накопленного за последние 60 лет, в которых оптимум удельной поверхности лежит выше 450 м2/кг. Действительно, Г. Кюль /Kühl, Н. Zement-Chemie. Band 3. Berlin [s.n.]. Verlag Technik. 1961. 678 s. /, в третьем томе своего трехтомного труда «Химия цемента», известного во всем мире, указывал в 1961 г., что удельная поверхность обыкновенного портландцемента, вырабатываемого в мире, лежит в пределах 250-300, а быстротвердеющего - до 350 м2/кг. Но, как известно, благодаря экономии энергии измельчения в современных мельницах удельная поверхность (Sy) рядовых цементов к 2010 г. повысилась в странах ЕС до 320-380 м2/кг и быстротвердеющих цементов (БТЦ) класса 52,5 (БТЦ типа III по ASTM) - до 450-650 м2/кг / VDZ Überprüfung. Düsseldorf. 2012 /. Ориентация в современном стандарте, где БТЦ предусмотрен, на устаревший норматив по удельной поверхности, относящийся к концу 50-х годов прошлого века, по меньшей мере невразумительна. Именно с учетом производственного опыта выпуска в СССР на 10 цементных заводах высокопрочных и особо быстротвердеющих портландцементов / Кравченко И.В. и др., 1971, цит. соч. / минимальная удельная поверхность для них была принята не менее 380 м2/кг при оптимальном гранулометрическом составе, характеризуемом содержанием (мас. %) средней фракции (5-30 мкм) и мелкой фракции (менее 5 мкм) 55-70 и 15-25 соответственно /Портландцемент особо быстротвердещий. РТУ 110-63 Госстроя УССР. РВТУ 5011-65 Госстроя РСФСР /. Это были первые в мире ТУ на портландцемент нормированного минералогического (мас. %) состава C3S 60-65, С3А 5-8, другие фазы не нормировались, и нормированного гранулометрического состава, изложенного выше. Тем самым опыт производства цемента с Sy 400 м2/кг и выше был наработан в промышленном масштабе. Разработанный в тех работах режим помола был повторен при выпуске первых опытно-промышленных партий ВНВ (или, что то же, ЦНВ, или наноцемента) в 1989 г. на Здолбуновском цементно-шиферном комбинате, в 1990 г. - на Белгородском цемзаводе, а затем - на 4-х других цемзаводах в 1991 г. В первых технических условиях на ВНВ / ТУ 21-26-20-92 Вяжущее низкой водопотребности. Технические условия/ содержался норматив по минимальной Sy 400 м2/кг. Этот документ разработали три института - соавтора: НИИЦемент, ВНИИЖелезобетон, НИИЖБ. Об участии ЦНИИ-26 Минобороны в этом гражданском документе было предложено не сообщать, но участие этого института следует здесь упомянуть. В указанных ТУ были предусмотрены составы ВНВ-100 (чисто клинкерный цемент), а также составы с 70, 50 и 30 мас. % клинкерной части, марок соответственно от 1000 (соответствует современному классу прочности 82,5) до марки 150 (соответствует классу прочности 12,5, в настоящее время в ТУ не предусмотренному). В ТУ на ПЦ ПКЗ [2009, цит. соч.] норматив по минимальной удельной поверхности сохранен прежний-400 м2/кг, а гранулометрический состав чисто клинкерного производственного ЦНВ≡наноцемента соответствует требованиям / РТУ 1963 г., цит. док. / по результатам исследований зернового состава производственных партий ВНВ 1989-91 годов Юдович Б.Э. / Труды НИИЦемента. 1992. Вып. 104. С. 266-279/. Поэтому в патенте-прототипе минимальный уровень Sy также установлен не ниже 400 м2/кг при верхнем пределе 700 м2/кг.Obtained in this way, nanocement meets all the requirements of the latest standard for cements for transport construction / GOST R 55224-2012 Cements for transport construction. Technical conditions M .: 2013. 8 pp. /, See details in the work / Sivkov S.P. et al. / Innovations in the construction and construction industries. Sat scientific works of NIIIMosstroy. Vol. 55. M.: Publishing. "Science-Business-Parity." 2013. S. 54-60 /, with the exception of standards for the content of organic additives - not more than 0.15 wt. % (here we mean grinding intensifiers, the introduction of which into nanoportland cement is not allowed according to / cit. doc. TU 2009 /) and specific surface - not more than 350 m 2 / kg. Limiting the specific surface area of cement for transport construction at this level is illogical. Note that the initiative to develop this Russian standard belonged to f. Lafarge in 2011 / Sivkov, 2013, cit. Op. /, but it is precisely the representative of f. “Lafarge” this norm of the standard was strongly criticized at the meeting in NIIMosstroy in November 2013, the reports of which formed the basis / Sat. scientific Proceedings, 2013, cit. Op. /. Critic from f. Lafarge, previously sotr. NIIMosstroy S.V. Moshkovskaya reproached the authors of GOST for not taking into account the array of experimental data on the fineness of grinding (specific surface) of cement accumulated over the past 60 years, in which the optimum specific surface lies above 450 m 2 / kg. Indeed, G. Kühl, N. Zement-Chemie. Band 3. Berlin [sn]. Verlag Technik. 1961.678 s. /, in the third volume of his three-volume work “Chemistry of Cement”, known throughout the world, indicated in 1961 that the specific surface area of ordinary Portland cement produced in the world lies in the range of 250-300, and quick-hardening - up to 350 m 2 / kg . But, as you know, due to the saving of grinding energy in modern mills, the specific surface (S y ) of ordinary cements by 2010 increased in the EU countries to 320-380 m 2 / kg and quick-hardening cements (BTC) class 52.5 (BTC type III according to ASTM) - up to 450-650 m 2 / kg / VDZ Überprüfung. Düsseldorf. 2012 /. Orientation in the modern standard, where the BTC is provided for, to the outdated norm on the specific surface, referring to the end of the 50s of the last century, is at least unintelligible. It is taking into account the production experience of production in the USSR at 10 cement plants of high-strength and especially quick-hardening Portland cement / I.V. Kravchenko et al., 1971, cit. Op. / the minimum specific surface area for them was not less than 380 m 2 / kg with an optimal particle size distribution characterized by the content (wt.%) of the middle fraction (5-30 μm) and the fine fraction (less than 5 μm) 55-70 and 15-25 respectively / Portland cement is particularly quick-hardening. RTU 110-63 Gosstroy of the Ukrainian SSR. RVTU 5011-65 Gosstroy of the RSFSR. These were the first TUs in the world for Portland cement of normalized mineralogical (wt.%) Composition C 3 S 60-65, C 3 A 5-8, other phases were not normalized, and the normalized particle size distribution described above. Thus, the experience in the production of cement with S y 400 m 2 / kg and above was developed on an industrial scale. The grinding regime developed in those works was repeated during the release of the first pilot industrial lots of VNV (or, what is the same, TsNV or nanocement) in 1989 at the Zdolbunovsky cement-slate plant, in 1990 - at the Belgorod cement plant, and then - at 4 other cement plants in 1991. In the first technical conditions at VNV / TU 21-26-20-92 An astringent of low water demand. Specifications / contained the standard for minimum S y 400 m 2 / kg. This document was developed by three institutes - co-authors: NIIITsement, VNIIZhelezobeton, NIIIZhB. It was proposed not to inform about the participation of TsNII-26 of the Ministry of Defense in this civil document, but the participation of this institute should be mentioned here. In these TUs, VNV-100 compositions (purely clinker cement) were provided, as well as compositions with 70, 50 and 30 wt. % of the clinker part, grades, respectively, from 1000 (corresponds to the modern strength class 82.5) to grade 150 (corresponds to the strength class 12.5, currently not provided for in TU). In TU at the PCZ PKZ [2009, cit. op.] the standard for the minimum specific surface area is the same — 400 m 2 / kg, and the particle size distribution of the purely clinker production TsNV≡nanocement complies with the requirements / RTU 1963, cit. doc / according to the results of studies of the grain composition of production batches of VNV 1989-91 Yudovich B.E. / Proceedings of the Research Institute of Cement. 1992. Issue. 104.S. 266-279 /. Therefore, in the prototype patent, the minimum level S y is also set to not lower than 400 m 2 / kg with an upper limit of 700 m 2 / kg.

Недостаток рассматриваемого способа-прототипа, как и предыдущих технических решений, - хрупкость получаемого на данном наноцементе строительного раствора и бетона, лишь незначительно пониженная по сравнению с исходным портландцементом, несмотря на повышенную на 30-40% прочность наноцемента в стандартных образцах, а также растворов и бетонов на его основе.The disadvantage of the prototype method under consideration, as well as previous technical solutions, is the fragility of the mortar and concrete obtained on this nanocement, which is only slightly reduced compared to the original Portland cement, despite the increased strength of nanocement in standard samples, as well as solutions and concrete based on it.

Настоящее изобретение впервые позволяет устранить этот общий недостаток рассматриваемой группы технических решений. Оно заключается в том, что в способе изготовления волокнистого наноцемента путем помола шихты, включающей (в мас. %) алитовый портландцементный клинкер, или портландцемент, сульфатно-кальциевый компонент (в пересчете на SO3), порошкообразный модификатор с органическим водопонижающим агентом в сочетании с ускорителем твердения, а также минеральную добавку: (10,4-93,4):(1-7):(0,6-2,5):(3-88), и содержащей в качестве сульфатно-кальциевого компонента - природный гипсовый камень, в качестве порошкообразного модификатора-органический водопонижающий агент с ускорителем твердения - полиметиленнафталинсульфонатами с сульфатом натрия, при удельной поверхности 400-700 м2/кг, помол осуществляют в две стадии, на первой из которых совместно измельчают указанные алитовый портландцементный клинкер, или алитовый портландцемент, сульфатно-кальциевый компонент и порошкообразный модификатор с органическим водопонижающим агентом и ускорителем твердения - полиметиленнафталинсульфонатами в сочетании с сульфатом натрия, а на второй стадии в состав полученной молотой шихты дополнительно вводят минеральную добавку при совместном или раздельном помоле с последующим смешением, используя в качестве составляющей указанной минеральной добавки стекловолокнистый материал (мас. %) 3-28 в форме волокон и/или нитей и/или штабиков силикатного или алюмосиликатного состава, и/или отход стекловолокнистых производств в форме волокон и/или войлока и/или матов и/или их фрагментов и смесей, а режим второй стадии помола предварительно подбирают под оптико-микроскопическом контролем до получения в готовом продукте стекловолокнистого материала в форме фрагментов микроволокон и/или микронитей длиной в пределах 0,05-10 мкм, регулируя указанную длину сроком измельчения путем сокращения его при выходе длины части фрагментов микроволокон и/или микронитей за нижний предел и увеличения-при выходе за верхний предел указанного диапазона.The present invention for the first time eliminates this common disadvantage of the considered group of technical solutions. It consists in the fact that in the method of manufacturing a fibrous nanocement by grinding a mixture comprising (in wt.%) Alitic Portland cement clinker, or Portland cement, a sulfate-calcium component (in terms of SO 3 ), a powdery modifier with an organic water-reducing agent in combination with hardening accelerator, as well as a mineral additive: (10.4-93.4) :( 1-7) :( 0.6-2.5) :( 3-88), and containing as a calcium sulfate component - natural gypsum stone, as a powdery modifier - an organic water-lowering agent with skoritelem hardening - polimetilennaftalinsulfonatami with sodium sulfate, with surface areas of 400-700 m 2 / kg, grinding is carried out in two stages, the first of which co-ground Alitova said Portland cement clinker or Portland cement Alitova, calcium sulfate component is particulate and an organic modifier dewatering hardening agent and accelerator - polymethylene naphthalenesulfonates in combination with sodium sulfate, and in the second stage, mineral is additionally introduced into the composition of the ground mixture w additive with joint or separate grinding followed by mixing by using as a component of said mineral additive fiberglass material (wt. %) 3-28 in the form of fibers and / or threads and / or pads of silicate or aluminosilicate composition, and / or waste fiberglass production in the form of fibers and / or felt and / or mats and / or fragments and mixtures thereof, and the second stage mode grinding is pre-selected under optical microscopic control to obtain in the finished product fiberglass material in the form of fragments of microfibers and / or microfilaments with a length in the range of 0.05-10 microns, adjusting the specified length by grinding time by reducing it when the length of the portion of the fragments of microwaves curl and / or microfilaments beyond the lower limit and increases when going beyond the upper limit of the specified range.

В варианте изобретения на второй стадии совместно со стекловолокнистым материалом измельчают активную минеральную добавку и/или наполнитель в количествах (мас. %) от 0,5 до 70.In an embodiment of the invention, in the second stage, together with the fiberglass material, the active mineral additive and / or filler is ground in quantities (wt.%) From 0.5 to 70.

В другом варианте изобретения в качестве активной минеральной добавки или наполнителя, измельчаемыми совместно со стекловолокнистым материалом, берут материал с твердостью по Моосу не выше показателя, соответствующего твердости алитового портландцементного клинкера в составе указанной шихты помола, или клинкера, взятого для выпуска алитового портландцемента в составе указанной шихты.In another embodiment of the invention, as an active mineral additive or filler, crushed together with a fiberglass material, take a material with a Mohs hardness not higher than the indicator corresponding to the hardness of an alite Portland cement clinker in the composition of the grinding mixture, or clinker, taken to produce alite Portland cement in the composition of the specified charge.

В следующем варианте изобретения в качестве критериального показателя качества волокнистого наноцемента - готового продукта - используют длительность индукционного периода разрушения образцов из стандартно изготовленного и хранимого цементно-песчаного раствора на основе контролируемого волокнистого наноцемента между моментами остановки роста нагрузки на прессе при испытании на прочность при сжатии половинок трех образцов-призм 4×4×16 см 28-суточного возраста из указанного раствора и их распада, находящуюся в пределах от 3 до 12 с по среднему арифметическому из шести измерений, увеличивая долю стекловолокнистого материала в волокнистом наноцементе при меньшей длительности указанного индукционного периода, или уменьшая ее при большей длительности последнего.In a further embodiment of the invention, the duration of the induction period of fracture of samples from a standardly made and stored cement-sand mortar based on a controlled fibrous nanocement between the moments of stopping the growth of the load on the press when testing the compressive strength of three prism samples 4 × 4 × 16 cm of 28 days of age from the specified solution and their decay, ranging from 3 to 12 s on Wed frontier edge arithmetic mean of six measurements by increasing the proportion of glass fiber in the fibrous material at lower nanotsemente specified duration of the induction period, or by reducing it with a longer duration of the latter.

Главный элемент новизны изобретения в части способа изготовления волокнистого цемента заключается в том, что волокнистый материал, добавляемый к шихте помола и вводимый в помольный агрегат, несмотря на общеизвестную хрупкость стекла, при измельчении в составе цементной шихты тяжелыми металлическими мелющими телами не превращается в порошок, а остается в форме волокон, только на два-три порядка меньших размеров по сравнению с исходным волокнистым материалом. Этот результат обеспечивается тремя физическими эффектами:The main element of the novelty of the invention in terms of the method of manufacturing fibrous cement is that the fibrous material added to the grinding mixture and introduced into the grinding unit, despite the well-known fragility of the glass, does not turn into powder when it is ground in a cement mixture with heavy metal grinding media, but It remains in the form of fibers, only two to three orders of magnitude smaller than the original fibrous material. This result is provided by three physical effects:

1) скольжением мелющих тел по слою поверхностной смазки, обеспечиваемой диффузным слоем молекул полиметиленнафталинсульфонатов низкой молекулярной массы (200-300 Да), прикрепленным к органоминеральным нанооболочкам, возникшим на первой стадии измельчения и окружающим все частицы клинкерной части цемента. При этом как упомянутые диффузионный слой, так и нанооболочки на частицах клинкерного компонента цемента, являются элементами упомянутой смазки, обеспечивающей переход режима работы мелющих тел от ударного к сдвиговому режиму, заменяющему в данном конкретном случае режим истирания, наблюдаемый при обычном тонком помоле наряду с ударным измельчением и преобладающий на стадии тонкого измельчения обычного цемента / Дешко Ю.И. и др. Измельчение материалов в цементной промышленности. Изд. 2-е. М.: Стройиздат. 1966. 271 с. /;1) by sliding the grinding bodies along the surface lubricant layer, provided by a diffuse layer of low molecular weight polymethylene naphthalene sulfonate molecules (200-300 Da), attached to the organomineral nanoshells that arose at the first grinding stage and surrounding all particles of the clinker part of cement. In this case, both the aforementioned diffusion layer and the nano-shells on the particles of the clinker component of cement are elements of the aforementioned lubricant, which ensures the transition of the operating mode of grinding media from shock to shear, replacing in this particular case the abrasion observed in ordinary fine grinding along with impact grinding and prevailing at the stage of fine grinding of ordinary cement / Deshko Yu.I. etc. Grinding materials in the cement industry. Ed. 2nd. M .: Stroyizdat. 1966.271 p. /;

2) раскрытием межволоконных связей вплоть до нитей при сдвиговом режиме помола. Этим объясняется разделение волокон на более мелкие и короткие вплоть до нитей. Основной фактор - диффузия смазки вдоль фрактальных границ разделов волокон на нити / Addison P.S. et al. Fractal Cracking of Concrete: Parameterization of Spatial Diffusion. // Journal of Engineering Mechanics, Vol. 125, No. 6, 1999, - pp. 622-629 /.2) the disclosure of inter-fiber bonds up to the threads in the shear grinding mode. This explains the separation of fibers into smaller and shorter ones down to the threads. The main factor is the diffusion of the lubricant along the fractal boundaries of the fiber sections on the threads / Addison P.S. et al. Fractal Cracking of Concrete: Parameterization of Spatial Diffusion. // Journal of Engineering Mechanics, Vol. 125, No. 6, 1999, - pp. 622-629 /.

Оба эти эффекта проявляются только на второй стадии помола в присутствии модификатора, водопонижающий агент которого неполностью связан, то есть в процессе совместного помола волокнистого материала с наноцементом. С обычным портландцементом волокнистый материал при совместном помоле с многократно большей вероятностью вследствие истирания превратится в порошок. В частичной замене истирания скольжением мелющих тел по измельчаемой шихте на второй стадии измельчения состоит второй элемент новизны способа согласно изобретению. Этот эффект, кроме полиметиленнафталинсульфонатов, может обеспечиваться и иными ПАВ, также способствующими размыканию межмолекулярных связей типа водородных, в том числе эфирными производными глицерина.Both of these effects are manifested only in the second stage of grinding in the presence of a modifier, the water-lowering agent of which is not fully connected, that is, in the process of co-grinding the fibrous material with nanoc cement. With conventional Portland cement, fibrous material, when co-milled, is much more likely to become powder due to abrasion. The second novelty element of the method according to the invention consists in the partial replacement of abrasion by sliding the grinding bodies along the milled charge in the second grinding stage. This effect, in addition to polymethylene naphthalenesulfonates, can be provided by other surfactants, which also contribute to the opening of intermolecular bonds such as hydrogen, including glycerol ether derivatives.

3) Направление трещин в стекловолокнах вдоль нитей после начала разделения волокон называется автомодельным развитием трещин разрушения / Мосолов А.Б. и др. Автомодельность и фрактальная геометрия разрушения // Проблемы прочности, - 1988. №1. - С. 3-7 /. Но это автомодельное развитие прекращается при встрече фрактальной трещины с участками изгибных напряжений в волокнах, порождаемых соприкасающимися с ними или с пучками нитей ребрами частиц остальной шихты. Поэтому автомодельный рост трещин в волокнах в составе шихты помола прекращается по достижении статистического среднего диаметра окружающих частиц, составляющего в наноцементах примерно 10 мкм / Юдович Б.Э. Проектирование гранулометрического состава высокопрочных цементов. // Труды НИИЦемента. 1992, цит. соч., с. 266-279/. В этом состоит причина наблюдаемой в экспериментах средней максимальной длины стеклонитей в составе волокнистого наноцемента, равной 10 мкм. Длину волокон в составе волокнистого наноцемента можно регулировать различными методами. Простейший из них: сокращение срока второй стадии помола для удлинения волокон, а при удлинении срока волокна укорачиваются. Укоротить волокна можно также введением на второй стадии помола добавки кварцевого песка, разумеется, также смолотого предварительно до удельной поверхности 200-250 м2/кг.3) The direction of cracks in fiberglass along the threads after the start of fiber separation is called self-similar development of fracture cracks / Mosolov AB and other Self-similarity and fractal fracture geometry // Problems of strength, - 1988. No. 1. - S. 3-7 /. But this self-similar development stops when a fractal crack meets the sections of bending stresses in the fibers generated by the edges of particles of the rest of the charge in contact with them or with bundles of threads. Therefore, the self-similar growth of cracks in the fibers in the composition of the grinding mixture stops when a statistical average diameter of the surrounding particles is reached, which is about 10 microns in nano-cement / B. Yudovich Designing the particle size distribution of high-strength cements. // Proceedings of the Research Institute of Cement. 1992, cit. Op., p. 266-279 /. This is the reason for the average maximum length of glass fibers observed in experiments in the composition of a fibrous nanocement equal to 10 μm. The length of the fibers in the composition of the fibrous nanocement can be regulated by various methods. The simplest of them: shortening the duration of the second grinding stage to lengthen the fibers, and when lengthening the fiber, they are shortened. It is also possible to shorten the fibers by introducing, at the second grinding stage, the addition of quartz sand, of course, also previously ground to a specific surface of 200-250 m 2 / kg.

Второй основной элемент новизны способа согласно изобретению - конечный критерий качества, и в том числе доли стекловолокон и степени измельчения волокнистого наноцемента - по индукционному периоду разрушения образцов изготовленного из него материала - камня, строительного раствора, бетона. Для стандартизации в настоящем изобретении выбран цементно-песчаный раствор. Указанный период обусловлен замедлением развития главной трещины разрушения образцов из цементно-песчаного раствора, содержащего волокнистый материал. Замедление развития указанной трещины впервые отмечено в фибробетоне в работе / Mai Y.W. et al. Slow crack growth and fracture instability of cement composites. // Int. J. Cem. Compos. - 1982. - №1. - рр. 33-37 / и возрастает при увеличении содержания волокон / Diamond S. On the Cracking in Concrete and Fiber-Reinforced Cements. / Appl. Fract. Mech. Cementitious Composites. Proc. NATO Adv. Res. Workshop, Evanston, Sept. 4-7, 1984. - Dordrecht. - 1985. - pp. 87-140 /. Под нестабильностью Ми понимают колебание направления главной трещины разрушения в дисперсно армированном материале, вызывающее усиление фрагментации последнего и, соответственно, рост удельной поверхности разрушения и дополнительного его торможения энегозатратами на упомянутую фрагментацию. Рост содержания волокон, согласно Дэймону и сотр., затрудяя Ми-фрагментацию на фазовых границах, еще значительнее тормозит разрушение.The second main element of the novelty of the method according to the invention is the final quality criterion, including the proportion of fiberglass and the degree of grinding of the fibrous nanocement, according to the induction period of destruction of samples of material made from it - stone, mortar, concrete. For standardization, a cement-sand mortar is selected in the present invention. The indicated period is due to a slowdown in the development of the main fracture of the fracture of samples from cement-sand mortar containing fibrous material. The slowdown in the development of this crack was first noted in fiber concrete in / Mai Y.W. et al. Slow crack growth and fracture instability of cement composites. // Int. J. Cem. Compos - 1982. - No. 1. - rr. 33-37 / and increases with increasing fiber content / Diamond S. On the Cracking in Concrete and Fiber-Reinforced Cements. / Appl. Fract. Mech Cementitious Composites. Proc. NATO Adv. Res. Workshop, Evanston, Sept. 4-7, 1984. - Dordrecht. - 1985. - pp. 87-140 /. Mi instability is understood to mean the fluctuation of the direction of the main fracture crack in the dispersively reinforced material, causing an increase in the fragmentation of the latter and, consequently, an increase in the specific fracture surface and its additional braking by energy costs for the mentioned fragmentation. The increase in fiber content, according to Damon et al., Complicating the Mi fragmentation at the phase boundaries, inhibits destruction even more significantly.

Положительное отличие поведения при разрушении цементного камня и цементного раствора на волокнистом наноцементе от приведенных наблюдений поведения при разрушении тех же материалов на обычном портландцементе состоит в том, что в процесс разрушения материалов на волокнистом наноцементе включается дополнительная начальная мембранная стадия (понятие о ней введено в работе / Kaufmann W. et al. Structural Concrete: Cracked Membrane Model. // Journal of Structural Engineering, 1998. Vol. 124, No. 12, pp. 1467-1475 / ), обусловленная в рассматриваемом случае временным снятием напряжения в головке растущей субмикротрещины при ее соприкосновении с органоминеральной нанооболочкой на поверхности частиц наноцемента, показанной на фиг. 1, благодаря эффекту проскальзывания. Сущность этого явления заключается в том, что субмикротрещина на фазовом контакте цементный камень/органоминеральная нанооболочка (мембрана) на зерне наноцемента сначала приостанавливается, изменяет направление, затем проскальзывает вдоль нанооболочки, снимая часть механических напряжений в окружающем микрообъеме. После прекращения скольжения рост субмикротрещины не возобновляется сразу. Ее развитие начинается снова после прохода новой волны повышения внешнего напряжения от продолжающегося роста внешней механической нагрузки. Описанное двухступенчатое торможение роста субмикротрещин органоминеральными нанооболочками вокруг частиц нанопортландцемента и представляет так называемый мембранный эффект. Этот эффект дополняет торможение развития трещин в камне наноцемента со стекловолокнистым материалом известным торможением от обычных микроволокон по Ми и сотр. и Дэймону и сотр.A positive difference between the behavior during the destruction of cement stone and cement mortar on fibrous nanocement from the above observations of the behavior during the destruction of the same materials on ordinary Portland cement is that an additional initial membrane stage is included in the process of destruction of materials on fibrous nanocement (the concept of it was introduced in / Kaufmann W. et al. Structural Concrete: Cracked Membrane Model. // Journal of Structural Engineering, 1998. Vol. 124, No. 12, pp. 1467-1475 /), caused in this case by temporary stress relief in the head submicrocrack boiling during its contact with organomineralnoj nanotsementa nanoshells on the surface of the particles of FIG. 1, due to the slippage effect. The essence of this phenomenon is that a submicrocrack at the phase contact of the cement stone / organomineral nanoshell (membrane) on the nanocarbon grain first stops, changes direction, then slides along the nanoshell, removing some of the mechanical stresses in the surrounding microvolume. After the cessation of slip, the growth of submicrocracks does not resume immediately. Its development begins again after the passage of a new wave of increasing external stress from the continued growth of external mechanical stress. The described two-stage inhibition of the growth of submicrocracks by organomineral nanoshells around particles of nanoportland cement represents the so-called membrane effect. This effect complements the inhibition of the development of cracks in the stone of nanocement with fiberglass material known braking from conventional microfibers according to Mi et al. and Damon et al.

Второе отличие от вышеописанного механизма торможения трещин разрушения по Ми и сотр. и Дэймону и сотр. состоит в том, что механизм торможения развития трещин стекловолокнистым материалом в камне нанопортландцемента опирается на преобладающие на внешних фазовых границах этого камня силоксановые трехчленных цепочки / Юдович Б.Э. и др. Новое о модели цементного камня и материалов на его основе / ХХШ Всероссийское (VII Международное) совещание начальников лабораторий цементных заводов. Труды. М.: Стройиздат. 2010 /, сцепляющиеся со стекловолокном полярно-ковалентными связями в отличие от камня портландцемента с его менее прочными полярными связями через (HO)Ca(OH)-группы. Именно последние столь быстро корродируют обычные натриевые стекловолокнистые материалы, используемые в настоящем изобретении, что волокна теряют связность уже через три года / Рабинович Ф.Н. и др. Устойчивость стеклянных волокон к воздействиям среды гидратирующихсцементов // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. 1982. №2. С. 323-329/, и приходится вводить специальный коэффициент выбывания активных стекловолокон, который компенсируется избыточным содержанием стекловолокон в обычном портландцементном камне. В камне нанопортландцемента коррозии стекловолокон не наблюдается именно в связи с отсутвием на его межфазных поверхностях HOCaOH-групп. Поэтому, как упоминалось выше, коррозии стекловолокона в камне нанопортландцемента нет, и избыточного ввода стекловолокнистого материала в цементный камень нанопортландцемента не требуется. Более прочное сцепление стекловолокна и камня нанопортландцемента по сравнению с обычным портландцементом вызывает также иной дополнительный, второй механизм двухстадийного торможения растущей субмикротрещины. На первой стадии разрушения головка трещины пересекает две фазовые границы: камень/стекловолокно и стекловолокно/камень, разделяя стекловолокно (и камень) на два фрагмента, а на второй стадии фрагмент стекловолокна выдергивается из фрагмента камня, и снова работают две границы раздела стекловолокно/камень. В обеих стадиях разрушения стекловолокнистый нанопортландцемент, имея повышенное сцепление на фазовых границах, сильнее тормозит рост трещины разрушения по сравнению со стекловолокнистым портландцементом.The second difference from the above mechanism of braking of fracture cracks according to Mie et al. and Damon et al. consists in the fact that the mechanism for inhibiting the development of cracks with fiberglass material in a stone of nanoportland cement is based on the siloxane three-membered chains prevailing at the external phase boundaries of this stone / B. Yudovich. and others. New about the model of cement stone and materials based on it / ХХШ All-Russian (VII International) meeting of the heads of laboratories of cement plants. Proceedings. M .: Stroyizdat. 2010 /, coupled to fiberglass by polar covalent bonds, unlike Portland cement stone with its less strong polar bonds through (HO) Ca (OH) groups. It is the latter that corrode so quickly the usual sodium glass fiber materials used in the present invention that the fibers lose their connectivity after three years / Rabinovich F.N. and others. The stability of glass fibers to the effects of the environment of hydrated cement // Izv. USSR Academy of Sciences. Ser. Inorganic materials. 1982. No. 2. P. 323-329 /, and it is necessary to introduce a special coefficient of active glass fiber elimination, which is compensated by the excessive content of glass fibers in ordinary Portland cement stone. In the stone of nanoportland cement, fiberglass corrosion is not observed precisely in connection with the absence of HOCaOH groups on its interfacial surfaces. Therefore, as mentioned above, there is no corrosion of fiberglass in the stone of nanoportland cement, and excessive input of fiberglass material into the cement stone of nanoportland cement is not required. A stronger bonding of fiberglass and stone of nanoportland cement compared to conventional Portland cement also causes another additional, second mechanism of two-stage braking of the growing submicrocrack. At the first stage of fracture, the crack head crosses two phase boundaries: stone / fiberglass and fiberglass / stone, dividing fiberglass (and stone) into two fragments, and at the second stage, the fiberglass fragment is pulled out of the stone fragment, and two fiberglass / stone interfaces work again. In both stages of fracture, fiberglass nanoportland cement, having increased adhesion at phase boundaries, inhibits the growth of a fracture crack more strongly than fiberglass portland cement.

Сущность изобретения становится более ясной из примера его осуществления.The invention becomes clearer from an example of its implementation.

Пример 1.Example 1

Исходные материалы: портландцементный клинкер состава (мас. %) SiO2 23,94; Al2O3 3,60; Fe2O3 3,44; CaO 67,14; MgO 0,76; SO3 0,34; R2O 0,26; в том числе K2O 0,18 и Na2O 0,14; сумма 99,48, включая п.п.п. 0,21; n 3,40; p 1,05, KH по В.А. Кинду: 0,89; содержание остальных малых составляющих: Li2O≅0, BaO 0,03, SrO≅0, NiO 0,01, CoO 0,01, Mn2O3 0,12, Cr2O3 0,15, MoO2 0,02, TiO2 0,09, P2O5 0,08, Cl2 0,01, F2 0. Расчетный минералогический состав средних проб контрольного клинкера (мас. %): C3S 62, C2S 22, C3A 4,0, C4AF 10,0, примеси - остальное. Сульфатно-кальциевый компонент - природный гипсовый камень, содержащий 95% двуводного гиса, примеси - остальное. Модификатор - полиметиленнафталинсульфонат СП-1 Новомосковского химзавода, включающий 10 мас. % сульфата Na. Стекловолокнистый материал: I - алюмосиликатный (стекло E, мас. %): SiO2 54,3; Al2O3 14,4; CaO 20,6; MgO 2,1; B2O3 7,3; TiO2 0,3; Na2O 0,8; сумма 99,8, примеси - остальное; стекловолокнистый материал II-силикатный (стекло А, мас. %): SiO2 72,1; Al2O3 0,6; CaO 10,3; MgO 2,5; Na2O 13,8; сумма 99,3, примеси - остальное. Активная минеральная добавка - летучая зола тепловой электростанции состава (мас. %): п.п.п. 3,87; SiO2 47,l; Al2O3 26,46; Fe2O3 9,62; CaO 5,35; MgO 2,08; SO3 0,52; Na2O 0,74; K2O 4,26; Сумма 100.Starting materials: Portland cement clinker composition (wt.%) SiO 2 23.94; Al 2 O 3 3.60; Fe 2 O 3 3.44; CaO 67.14; MgO 0.76; SO 3 0.34; R 2 O 0.26; including K 2 O 0.18 and Na 2 O 0.14; the amount of 99.48, including p.p.p. 0.21; n 3.40; p 1.05, KH according to B.A. Kindu: 0.89; the content of the remaining small components: Li 2 O≅0, BaO 0.03, SrO≅0, NiO 0.01, CoO 0.01, Mn 2 O 3 0.12, Cr 2 O 3 0.15, MoO 2 0, 02, TiO 2 0.09, P 2 O 5 0.08, Cl 2 0.01, F 2 0. The calculated mineralogical composition of the average samples of the control clinker (wt.%): C 3 S 62, C 2 S 22, C 3 A 4.0, C 4 AF 10.0, impurities - the rest. Calcium sulfate component is a natural gypsum stone containing 95% bis water, impurities - the rest. The modifier is polymethylene naphthalenesulfonate SP-1 of the Novomoskovsk chemical plant, including 10 wt. % Na sulfate. Glass fiber material: I - aluminosilicate (Glass E, wt%.): SiO 2 54.3; Al 2 O 3 14.4; CaO 20.6; MgO 2.1; B 2 O 3 7.3; TiO 2 0.3; Na 2 O 0.8; the sum of 99.8, impurities - the rest; fiberglass material II-silicate (glass A, wt.%): SiO 2 72.1; Al 2 O 3 0.6; CaO 10.3; MgO 2.5; Na 2 O 13.8; the sum of 99.3, impurities - the rest. Active mineral additive - fly ash thermal power plant composition (wt.%): P.p. 3.87; SiO 2 47, l; Al 2 O 3 26.46; Fe 2 O 3 9.62; CaO 5.35; MgO 2.08; SO 3 0.52; Na 2 O 0.74; K 2 O 4.26; Amount 100.

Наполнители: известняк, содержащий 95% кальцита, кварцевый песок, содержащий 89,7% SiO2, в обоих составляющих примеси - остальное. Кроме того, использован наполнитель - стеклобой из стекла Е того же хмического состава.Fillers: limestone containing 95% calcite, silica sand containing 89.7% SiO 2 , the rest in both components of the impurity. In addition, a filler was used - cullet of glass E of the same chemical composition.

Условия осуществления способа.The conditions of the method.

Помол наноцемента в двухкамерной лабораторной мельнице с камерой диаметром 0,5 м, длиной 0,28 м. Мелющая загрузка: камера I шары диаметром 60 мм 6 кг; 50 мм 8 кг; 40 мм 8 кг; 30 мм 8 кг, 20 мм 6 кг, итого 36,0 кг. Камера II цильпебс 53 кг. Навеска смеси ингредиентов 5 кг. Мощность двигателя 1,5 кВт, число оборотов двигателя 930 мин, число оборотов мельницы 48 мин-1.Grinding nanocement in a two-chamber laboratory mill with a chamber with a diameter of 0.5 m, a length of 0.28 m. Grinding loading: chamber I balls with a diameter of 60 mm 6 kg; 50 mm 8 kg; 40 mm 8 kg; 30 mm 8 kg, 20 mm 6 kg, total 36.0 kg. Chamber II tsilpebs 53 kg. A portion of a mixture of ingredients 5 kg. Engine power 1.5 kW, engine revolutions 930 min, mill revolutions 48 min -1 .

Помол осуществляли в две стадии: в камере I до удельной поверхнсоти 280-300 м2/кг, в камере II до удельной поверхности 430-450 м2/кг.The grinding was carried out in two stages: in chamber I to a specific surface area of 280-300 m 2 / kg, in chamber II to a specific surface area of 430-450 m 2 / kg.

Результаты физических и механических испытаний цементов, полученных по предлагаемому способу, представлены в табл. 1, 2.The results of physical and mechanical tests of cements obtained by the proposed method are presented in table. 12.

Поскольку минеральные вещества не вступают в химическую реакцию с суперпластификатором, то их присутствие только ограничивает вероятность контактов между измельчаемыми частицами клинкера и суперпластификатора в процессе помола. Отсюда следует, что помол в присутствии минеральных веществ должен идти в течение более длительного времени, что может быть достигнуто известными приемами технологии помола.Since mineral substances do not enter into a chemical reaction with a superplasticizer, their presence only limits the likelihood of contacts between the crushed particles of clinker and superplasticizer during the grinding process. It follows that grinding in the presence of mineral substances must go on for a longer time, which can be achieved by known methods of grinding technology.

Стекловолокнистые отходы готовили путем обработки в присутствии ПАВ (производного глицерина) мата или ткани в вибромельнице MB 0.005 шарами под пригрузом 0,5 кг/см2 до разделения на волокна не менее 70% массы материала.Fiberglass wastes were prepared by treating in the presence of a surfactant (glycerol derivative) a mat or fabric in a vibratory mill MB 0.005 balls under a load of 0.5 kg / cm 2 until fiber separation of at least 70% of the mass of material.

Результаты экспериментов представлены в табл. 2. Из приведенных данных следует:The experimental results are presented in table. 2. From the above data it follows:

А. При испытании на прочность при сжатии стандартно изготовленных образцов из цементно-песчаных растворов на контрольных цементах (марок 400, 500 и 600, классов 32,5, 42,5 и 52,5 соответственно (строки 1-3 табл. 2), отношение г (обозначим этой литерой величину Rи/Rсж согласно табл.1 с индексами по примечанию… к ней) находится в пределах 0,09-0,135. Это соответствует обычным величинам для цементно-песчаных растворов и бетонов / Карпенко В.И., цит. соч. и мн. др. /, а индукционный период разрушения (т) практически отсутствует.A. When testing the compressive strength of standard manufactured samples of cement-sand mortars on control cements (grades 400, 500 and 600, grades 32.5, 42.5 and 52.5, respectively (lines 1-3 of Table 2), the ratio r (we denote by this letter the value of R and / R cr according to Table 1 with the indices according to the note ... to it) is in the range 0.09-0.135.This corresponds to the usual values for cement-sand mortars and concrete / Karpenko V.I. , cit. cit. and many others /, and the induction period of destruction (t) is practically absent.

Б. У контрольных наноцементов, не содержащих стекловолокнистых материалов (строки 4 и 9 в табл. 2), г находится в пределах 0,12-0,14 в зависимости от возраста и условий хранения (тепловлажностной обработки) образцов при некотором повышении значений τ (максимум до 1,5 мин), но не достигает уровня, характерного для материала пониженной хрупкости.B. For control nanocements that do not contain fiberglass materials (lines 4 and 9 in Table 2), g is in the range 0.12-0.14 depending on the age and storage conditions (heat and moisture treatment) of the samples with a slight increase in τ ( maximum up to 1.5 min), but does not reach the level characteristic of low fragility material.

В. Волокнистые наноцементы без минеральных добавок (строки 10-14, табл. 2) достигают максимума значений т при содержании волокон 18 мас. % (9 с.) в 28-суточном возрасте, хотя рост т до 3 с начинается уже при содержании волокон 3 мас. % и продолжается последовательно до содержания волокон 18%, а в целом входит в диапазон τ≥3 с в интервале содержания волокон от 3 до 30%. В этой серии испытаний показано, что введение стекловолокнистых материалов повышает прочность наноцементов при сжатии в оптимуме их содержания на класс (марку), помимо очевидного снижения хрупкости.B. Fibrous nanocements without mineral additives (lines 10-14, Table 2) reach a maximum of m values with a fiber content of 18 wt. % (9 s.) At 28 days of age, although the growth of t up to 3 s begins already at a fiber content of 3 wt. % and continues sequentially until the fiber content is 18%, and generally enters the range of τ≥3 s in the range of fiber content from 3 to 30%. In this series of tests, it was shown that the introduction of fiberglass materials increases the compressive strength of nanocements at the optimum of their content per class (grade), in addition to an obvious reduction in fragility.

Г. Волокнистые наноцементы с минеральными добавками сравнительно мало зависят по своим физико-химическим свойствам от типа стекловолокон (I, II), судя по данным, представленным в строках 15-16 и 17-18 табл. 2. Отходы стекловолокнистых материалов в составе волокнистого наноцемента (строки 19-20 и 21-22 табл. 2) так же работают примерно аналогично, хотя они менее эффективны по сравнению с собственно волокнистыми материалами, что можно объяснить неполнотой разделения волокон в отходах в процессе домола. Это соответствовало нашим ожиданиям.D. Fibrous nanocements with mineral additives are relatively little dependent on their physicochemical properties on the type of glass fibers (I, II), judging by the data presented in lines 15-16 and 17-18 of the table. 2. Wastes of fiberglass materials in the composition of fibrous nanocement (lines 19–20 and 21–22 of Table 2) also work approximately similarly, although they are less efficient compared to fibrous materials proper, which can be explained by incomplete separation of fibers in the waste during the milling process . This was in line with our expectations.

Д. Главный элемент новизны и неожиданности в этих опытах состоял в том, что даже при повышенной доле минеральных добавок (строки 24-28 табл. 2) в составе волокнистого «наноцемента 35» стекловолокнистые материалы продолжают повышать значения r и, соответственно, понижать хрупкость цементных растворов, в том числе с различными порошкообразными минеральными добавками (известняк, кварцевый песок, стеклобой), которые по уровням твердости (5 по шкале Мооса) не превосходили уровня твердости использованного портландцементного клинкера, из котороно были приготовлены все пробы наноцементов (также 5 по шкале Мооса).D. The main element of novelty and surprise in these experiments was that even with an increased proportion of mineral additives (lines 24-28 of Table 2) in the composition of the fibrous “nanocement 35”, fiberglass materials continue to increase r values and, accordingly, reduce the brittleness of cement solutions, including those with various powdered mineral additives (limestone, quartz sand, cullet), which in terms of hardness (5 on the Mohs scale) did not exceed the level of hardness of the used Portland cement clinker, of which whether all samples prepared nanotsementov (also 5 on the Mohs scale).

Из приведенных данных следует, что цель изобретения достигнута: действительно создан материал - волокнистый наноцемент, характеризующийся повышенной прочностью на растяжение при изгибе, т.е. менее хрупкий, причем это осуществлено на фоне общей повышенной прочности при сжатии, характерной для наноцемента, разновидностью которого является волокнистый наноцемент.From the above data it follows that the objective of the invention has been achieved: a material is actually created - a fibrous nanoc cement, characterized by increased tensile strength during bending, i.e. less brittle, and this is done against the background of a general increased compressive strength characteristic of nanocement, a variety of which is fibrous nanocement.

Стойкость во времени: из старых работ известно / Рабинович Ф.Н. и др., 1982, цит. соч. /, что падение прочности цементных растворов, включающих стекловолокнистые материалы, на растяжение при изгибе происходит уже в течение первых 3 мес.хранения образцов и далее усиливается с потерей через 6 мае. минимум 20% исходной прочности. В данном примере определяли прочности при сжатии и на растяжение при изгибе образцов составов по строкам 5, 7, 10, 13, 17 и 24. Снижение прочности после 6 мес.хранения не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии коррозии стекловолокнистых материалов в среде растворного камня волокнистого наноцемента.Persistence in time: from old works it is known / Rabinovich F.N. et al., 1982, cit. Op. /, that the decrease in tensile strength of cement mortars, including fiberglass materials, during bending occurs already during the first 3 months of storage of samples and further increases with a loss after May 6. minimum 20% of initial strength. In this example, the compressive strength and tensile bending strength of the samples of the compositions were determined according to lines 5, 7, 10, 13, 17, and 24. No strength reduction after 6 months of storage was detected, which indicates the absence of corrosion of fiberglass materials in the medium of a solution of fibrous stone nanocement.

Таким образом, изобретения в части состава и способа его осуществления подготовлено Примечания к таблицам 1, 2 и 3Thus, the invention in terms of composition and method of its implementation prepared Notes to tables 1, 2 and 3

Таблица 1. Физико-механические показатели волокнистого наноцемента согласно изобретению и контрольных цементовTable 1. Physico-mechanical properties of fibrous nanocement according to the invention and control cements

Примечания: 1 - обозначения: ПЦ400Д20 - портландцемент марки 400 (класс 32,5), включающий (мас. ч.) портландцементный клинкер - 80, минеральная добавка - вулканический пепел с активностью ниже предельной по ГОСТ 25094-94 «Добавки активные минеральные. Методы испытаний» - 14,6 мас. ч.; гипсовый камень 2,5 в пересчете на SO3, или 5,4 мас. ч; ТМЦ-60 - тонкомолотый цемент, включающий (мас. ч.) портландцементный клинкер - 60, минеральная добавка (та же) - 34,6 мас. ч., гипсовый камень 2,5 в пересчете на SO3, или 5,4 мас. ч.; НАНОЦЕМЕНТ-55 - портландцемент, модифицированный совместным помолом с модификатором (нафталинсульфонатом СП-1 [http://www.polyplast-un.ru/products/stroitelnaya-otrasl/dobavki-dlya-betonov/superplastifikatoryi.html]), обозначен через М в следующем, №3, столбце таблицы; цемент включает (мас. %) портландцементный клинкер - 60, минеральная добавка (та же) - 31,5, гипсовый камень 3,5 в пересчете на SO3, или 7,5 мас. ч.; содержание модификатора - см. в следующем столбце; 2 - удельная поверхность по методу воздухопроницаемости на приборе системы Ходакова (ПСХ); 3 - нормальная густота цементного теста; 4 - водоцементное отношение (В/Ц) - для НАНОЦЕМЕНТА - подбор по расплыву конуса (145 см) на монофракционном песке по ГОСТ 310.4-81; для остальных цементов - по указанному выше ГОСТ; 5 - тепловлажностная обработка (пропаривание) по режиму 2+3+6(85°С)+2 (час) - выдержка, подъем температуры, изотермический прогрев, охлаждение; 6 - портландцементные клинкера: А -недожженный, включающий примесь FeO (0,5 мас. %) и майенит (12СаО·7Al2O3) до 1,5 мас. % при наличии 0,4% свободной извести (столь малое ее содержании объясняется присутствием высокоизвестковой алюмоферритной фазы типа открытого В.Д. Барбанягрэ 3СаО·Fe2O3, но с примесью FeO, охотно связывающего известь); Б - нормально обожженный клинкер, не содержащий FeO и майенита; минералогический состав (расчетный, мас. %): C3S (алит) 55, C2S (белит) 21, С3А (трехкальциевый алюминат) 5, C4AF (алюмоферритная фаза) 14, примеси - остальное; 7 - помол ТМЦ осуществляли без модификатора; модификатор вводили при испытании физико-механических показателей ТМЦ в воду затворения цементно-песчаного раствора в качестве пластифицирующей добавки в количестве 0,8% массы цемента (или 0,8·0,6=0,48% массы клинкера)..Notes: 1 - designations: ПЦ400Д20 - Portland cement grade 400 (class 32.5), including (wt.) Portland cement clinker - 80, mineral additive - volcanic ash with activity below the limit according to GOST 25094-94 “Active mineral additives. Test methods "- 14.6 wt. hours; gypsum stone 2.5 in terms of SO 3 , or 5.4 wt. h; TMC-60 - finely ground cement, including (wt. Hours) Portland cement clinker - 60, mineral additive (same) - 34.6 wt. hours, gypsum stone 2.5 in terms of SO 3 , or 5.4 wt. hours; NANOCEMENT-55 - Portland cement modified by co-grinding with a modifier (naphthalenesulfonate SP-1 [http://www.polyplast-un.ru/products/stroitelnaya-otrasl/dobavki-dlya-betonov/superplastifikatoryi.html]), is indicated by М in the next, No. 3, column of the table; cement includes (wt.%) Portland cement clinker - 60, mineral additive (same) - 31.5, gypsum stone 3.5 in terms of SO 3 , or 7.5 wt. hours; modifier content - see the next column; 2 - specific surface according to the method of breathability on the device of the Khodakov system (PSC); 3 - normal density of the cement paste; 4 - water-cement ratio (W / C) - for NANOCEMENT - selection according to the cone spread (145 cm) on monofraction sand according to GOST 310.4-81; for other cements - according to the above GOST; 5 - heat and moisture treatment (steaming) according to the 2 + 3 + 6 (85 ° С) +2 (hour) mode - holding, temperature increase, isothermal heating, cooling; 6 - Portland cement clinker: A - unburned, including an admixture of FeO (0.5 wt.%) And mayenite (12СаО · 7Al 2 O 3 ) up to 1.5 wt. % in the presence of 0.4% free lime (such a low content is explained by the presence of a highly calcareous aluminoferrite phase of the open type VD Barbanyagre 3CaO · Fe 2 O 3 , but with an admixture of FeO, which readily binds lime); B - normally burnt clinker that does not contain FeO and mayenite; mineralogical composition (calculated, wt.%): C 3 S (alit) 55, C 2 S (belite) 21, C 3 A (tricalcium aluminate) 5, C 4 AF (aluminoferrite phase) 14, impurities - the rest; 7 - grinding of materials and materials was carried out without a modifier; the modifier was introduced when testing the physical and mechanical properties of materials and materials in the mixing water of cement-sand mortar as a plasticizing additive in the amount of 0.8% of the mass of cement (or 0.8 · 0.6 = 0.48% of the mass of clinker) ..

Таблица 2. Физико-механические показатели волокнистого наноцемента согласно изобретению и контрольных цементов.Table 2. Physico-mechanical properties of fibrous nanocement according to the invention and control cements.

Обозначения: К - алитовый портландцементный клинкер; ПЦ - обыкновенный портландцемент по ГОСТ 10178-85 марки 400 с 20% минеральной добавки (МД); обозначения этих цементов по ГОСТ 31108-2003 см. в примечании …, СК - сульфатно-кальциевый компонент - гипсовый камень по ГОСТ 4013-82, МД1 - искусственная минеральная добавка силикатного состава в расширительном толковании (см. в описании изобретения), МДИ - природная минеральная добавка после обработки, обозначения видов МД - по примечаниям; М - модификатор, включающий ускоритель твердения и суперплстификатор; Sисх - удельная поверхность шихты помола (смеси измельчаемых компонентов) до добавления стекловолокнистого материала, Sкон - удельная поверхность продукта; СМ - стекловолокнистый материал, I - алюмосиликатный (данные приводятся для сравнения), II - силикатный согласно изобретению, CMIo - отход алюмосиликатного стекловолокнистого материала (данные приводятся для сравнения), CMIIo - отход силикатного стекловолокнистого материала согласно изобретению,

Figure 00000001
- предусмотренный в столбце «вид цемента» товарный продукт, взятый в качестве исходного материала; «+» - присутствует в составе товарного продукта, взятого в состав волокнистого или контрольного цемента; «-» (минус) - отсутствует в составе цемента..Designations: K - alite Portland cement clinker; PC - ordinary Portland cement according to GOST 10178-85 grade 400 with 20% mineral additives (MD); the designations of these cements according to GOST 31108-2003 see in the note ..., SK - calcium sulphate component - gypsum stone according to GOST 4013-82, MD1 - artificial mineral additive of silicate composition in an expanded interpretation (see in the description of the invention), MDI - natural mineral additive after processing, designations of MD types - according to notes; M - modifier, including hardening accelerator and superplasticizer; S ref is the specific surface of the grinding mixture (mixture of crushed components) before adding fiberglass material, S con is the specific surface of the product; CM - fiberglass material, I - aluminosilicate (data are given for comparison), II - silicate according to the invention, CMI o - waste aluminosilicate fiberglass material (data are for comparison), CMII o - waste silicate fiberglass material according to the invention,
Figure 00000001
- the commodity product provided for in the column “type of cement”, taken as a source material; "+" - is present in the composition of a commercial product taken in the composition of fibrous or control cement; “-” (minus) - absent in the composition of cement ..

Другие обозначения - по табл. 1, примечаниям к ней и по примечаниям к данной таблице.Other designations - according to the table. 1, the notes to it and the notes to this table.

Примечания: 1 - сроки схватывания волокнистого цемента, включающего по определению стекловолокнистый материал и/или его отход; 2 - водоцементное отношение (В/Ц) - для НАНОЦЕМЕНТА, состава по строке 3 и составов по прототипу - подбор по расплыву конуса (140-145 см) на полифракционном песке по ГОСТ 6139-91; для остальных цементов - по ГОСТ 31108-2003; 3 - состав по прим. 1 табл. 1; готовый цемент Разданского цемзавода (Армения) ПЦ400Д20 по ГОСТ 10178-62; обозначение по ГОСТ 31108-2003: ЦЕМ II/А-П 32,5; 4 - состав по примеч. 3, домол в лабораторной шаровой мельнице; по качеству соответствует ПЦ500Д20 по ГОСТ 10178-62; обозначение по ГОСТ 31108-2003: ЦЕМ II/А-П 42,5; 5 - в продукт по прим. 4 добавляли стекловолокнистый алюмосиликатный материал Воскресенкого стеклозавода, молотый в вибромельнице 3 мин (в присутствии 1 мас. % распыленного ПАВ; в качестве ПАВ использовано эфирное производное глицерина, применяемое для смазки фильер при выпуске волокна, до длины менее 10 мкм CMI (3% массы цемента), доводя тем самым содержание МД до (14,6+3):(100+3)=17,1 мас. %, при содержании К 80:103≈78 мас. %; 6 - наноцемент Сергиев-Посадской помольной установки («портландцемент с плотной контактной зоной» [ПЦ ПКЗ] по ТУ 5730-001-86664502-09; обозначения наноцементов в строках 3а-3г - по данным ТУ, а именно наноцемент, по номиналу включающий (мас. %): в строке 3а клинкер 80-94, МД 6-20; в строке 3б клинкер 50-70, МД 21-50; в строке 3г клинкер 35-79, МД 21-65; в качестве клинкерной части в данной серии опытов использован ПЦ 500 Д0 Горнозаводского цемзавода, включающий (мас. %) клинкер 94,6 с C3S 62, C2S 17, С3А 6, C4AF 13, примеси СаОсв 0,5, R2O 0,6, P2O5 0,1, F (фтор-ион) 0,1; гипсовый камень 2,5 по SO3, или 5,4; в серии опытов в строках 3-8 в качестве МД использовали золу тепловых электростанций по ГОСТ 25818-91 Ревдинской ТЭС; проба 2013 г., в строках 3г и 3д приведены данные для наноцементов-аналогов цементам, приведенным в строках 3а и 3в, в которых в качестве части МД использован CMI, вводимый по примеч. 4 и 5; 7 - здесь и ниже НАНОЦЕМЕНТ по ТУ 5733-067-66331738-2012 «Наноцемент общестроительный. Технические условия»; в них нормированы: НАНОЦЕМЕНТ 90, включающий (мас. %): клинкерный компонент 90-98, МД 2-10, НАНОЦЕМЕНТ 75 соответственно 75-88 и 12-25, НАНОЦЕМЕНТ 55 55-74 и 26-45, НАНОЦЕМЕНТ 35 35-44 и 56-65, НАНОЦЕМЕНТ 30 30-34 и 66-70. Наноцемент, включающий менее 30 мас. % клинкерной части, официально не нормируется и производится по заказам потребителей преимущественно для неавтоклавного пенобетона; 8 - перемешивание наноцемента с молотым волокном; здесь и ниже брали силикатное стекловолокно Воскресенского завода; затем осуществляли домол смеси в вибромельнице (3 мин) с пригрузом в присутствии 1 мас. % распыленного ПАВ; в качестве ПАВ использовали эфирное производное глицерина, применяемое для смазки фильер при выпуске волокна; аналогичные результаты получены при использовании 30%-ного раствора нафталинсульфоната Na в метиловом спирте; 9 - клинкер К1 Опытного завода НИИЦемента, ныне ОАО «Цемдекор» состава (мас. %): C3S 60, C2S 20, С3А 5, C4AF 13, примеси СаОсв 0,3, R2O 0,6, Р2О5 0,15, F (фтор-ион) 0,1; иные примеси - остальное; 9а,б - а) растирание в фарфоровой ступке отхода стекловолокнистого материала (нитей) до длины в среднем 1 мм, б)затем действия по прим. 8; 10 - совместный домол наноцемента со стекловолокнистым материалом в течение времени, подбираемого по максимальной длине стекловолокон в продукте помола не более 10 мкм под оптическим микроскопом; для помянутого помола потребовалось: 10 мин -в строке 10, 13 мин - в строке 11, 15 мин - в строке 12, 22 мин - в строке 13, 30 мин - в строке 14; 10а,б - соответствует 9а,б; в строке 19 отходы: штабики Воскресенского завода стекловолокна и бой тарного стекла Сергиев-Посадского стеклозавода в соотношении по массе 1:1; в строке 20 отходы: лом стекловолокна Гусь-Хрустального стеклозавода и молотый кварцевый песок Люберецкого месторождения, пропущенный через сито №008 (ячейки сетки 80 мкм), в соотношении по массе 3:1; в строках 20а и 20б - те же компоненты в иных мас. соотношениях; 11 - в качестве активной минеральной добавки - зола-унос Рязанской ТЭС; 12 - в качестве минеральной добавки вулканический шлак Карадагского месторождения; 13 - производится по договорам с потребителями с согласованием технических показателей без регламентации в нормативном документе; 14 - здесь и в последующих составах клинкер К2 Опытного завода НИИЦемента, ныне ОАО «Цемдекор», состава (мас. %): C3S 65, C2S 10, С3А 11, C4AF 12, примеси СаОсв 0,5, R2O 0,6, P2O5 0,15, F (фтор-ион) 0,1; иные примеси - остальное. Пояснения о примесях - в тексте описания.Notes: 1 - setting time of fibrous cement, including, by definition, fiberglass material and / or its waste; 2 - water-cement ratio (W / C) - for NANOCEMENT, composition according to line 3 and compositions according to the prototype — selection according to the cone spread (140-145 cm) on polyfraction sand according to GOST 6139-91; for other cements - according to GOST 31108-2003; 3 - composition according to approx. 1 tab. one; finished cement of the Hrazdan cement plant (Armenia) PTs400D20 in accordance with GOST 10178-62; designation according to GOST 31108-2003: CEM II / AP 32.5; 4 - composition according to note. 3, milling in a laboratory ball mill; in quality corresponds to PTs500D20 in accordance with GOST 10178-62; designation according to GOST 31108-2003: CEM II / AP 42.5; 5 - to the product according to approx. 4 added fiberglass aluminosilicate material of the Resurrection Glass Mill, ground in a vibratory mill for 3 min (in the presence of 1 wt.% Atomized surfactant; an ester derivative of glycerin used to lubricate the dies with fiber release to a length of less than 10 μm CMI (3% cement mass) was used as a surfactant ), thereby bringing the MD content to (14.6 + 3) :( 100 + 3) = 17.1 wt.%, with a K content of 80: 103≈78 wt.%; 6 - nanocement of the Sergiev-Posad grinding plant ( "Portland cement with a dense contact zone" [PC PKZ] according to TU 5730-001-86664502-09; designations of nanocements in a line 3a-3g - according to TU, namely nanocement, at face value including (wt.%): In line 3a, clinker 80-94, MD 6-20; in line 3b, clinker 50-70, MD 21-50; in line 3g clinker 35-79, MD 21-65; PC 500 D0 of the Gornozavodsky cement plant, including (wt.%) clinker 94.6 with C 3 S 62, C 2 S 17, C 3 A 6, was used as the clinker part in this series of experiments , C 4 AF 13, impurities communication CaO 0,5, R 2 O 0.6, P 2 O 5, 0,1, F (fluoride ion) 0.1; gypsum stone 2.5 by SO 3 , or 5.4; in a series of experiments in lines 3-8, ashes of thermal power plants according to GOST 25818-91 of the Revdinskaya TPP were used as MD; sample of 2013, in lines 3d and 3d show the data for nanocement analogues of cements, given in lines 3a and 3c, in which CMI, introduced by note, is used as part of the MD. 4 and 5; 7 - here and below NANOCEMENT according to TU 5733-067-66331738-2012 “Nanoc cement is general building. Technical conditions "; they are standardized: NANOCEMENT 90, including (wt.%): clinker component 90-98, MD 2-10, NANOCEMENT 75, respectively 75-88 and 12-25, NANOCEMENT 55 55-74 and 26-45, NANOCEMENT 35 35- 44 and 56-65, NANOCEMENT 30 30-34 and 66-70. Nanocement, including less than 30 wt. % of the clinker part is not officially standardized and is produced by orders of consumers mainly for non-autoclaved foam concrete; 8 - mixing of nanocement with ground fiber; here and below they took silicate fiberglass from the Voskresensky plant; then the mixture was ground in a vibratory mill (3 min) with a load in the presence of 1 wt. % sprayed surfactant; as a surfactant, an ether derivative of glycerol was used, used to lubricate dies with fiber release; similar results were obtained using a 30% solution of Na naphthalenesulfonate in methyl alcohol; 9 - Clinker K1 of the Pilot Plant of the Research Institute of Cement, now OJSC “Tsemdekor” of the composition (wt.%): C 3 S 60, C 2 S 20, C 3 A 5, C 4 AF 13, CaO impurities sv 0.3, R 2 O 0.6, P 2 O 5 0.15, F (fluorine ion) 0.1; other impurities - the rest; 9a, b - a) grinding in a porcelain mortar the waste of fiberglass material (threads) to an average length of 1 mm, b) then the steps for approx. 8; 10 - joint grinding of nanocement with fiberglass material for a time selected by the maximum length of fiberglass in the grinding product no more than 10 microns under an optical microscope; for the mentioned grinding it was required: 10 minutes in line 10, 13 minutes in line 11, 15 minutes in line 12, 22 minutes in line 13, 30 minutes in line 14; 10a, b - corresponds to 9a, b; line 19 waste: the staff of the Voskresensky fiberglass plant and the container glass battle of the Sergiev-Posad glassworks in a weight ratio of 1: 1; line 20 waste: glass-fiber scrap of the Gus-Khrustalny glassworks and ground quartz sand of the Lyubertsy deposit, passed through a No. 008 sieve (mesh cells 80 μm), in a ratio by weight of 3: 1; in lines 20a and 20b - the same components in different wt. ratios; 11 - as an active mineral additive - fly ash of the Ryazan TPP; 12 - volcanic slag of the Karadag deposit as a mineral additive; 13 - is carried out under contracts with consumers with the coordination of technical indicators without regulation in the regulatory document; 14 - here and in subsequent compositions, the clinker K2 of the Experimental Plant of NIIITsement, now OJSC Tsemdekor, composition (wt.%): C 3 S 65, C 2 S 10, C 3 A 11, C 4 AF 12, CaO impurities sv 0 5, R 2 O 0.6, P 2 O 5 0.15, F (fluorine ion) 0.1; other impurities - the rest. Explanations of impurities - in the text description.

Таблица 3. Физико-механические показатели волокнистого наноцемента согласно изобретению и контрольных цементов. Продолжение таблицы 2.Table 3. Physico-mechanical properties of fibrous nanocement according to the invention and control cements. Continuation of table 2.

Обозначения: Rи - прочность при изгибе; Rсж - прочность при сжатии; Rи/Rсж - их отношение, показатель трещиностойкости и износостойкости; τ - индукционный период трещинообразования, характеристика длительности скрытой стадии развития (раскрытия) трещин разрушения.Designations: R and - bending strength; R cr - compressive strength; R and / R compress - their ratio, an indicator of crack resistance and wear resistance; τ is the induction period of crack formation, a characteristic of the duration of the latent stage of development (opening) of fracture fractures.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Примечания (начало см. табл. 2): 15 - индукционный период разрушения (пояснения в тексте описания); 16 - заключение о соответствии длительности индукционного периода разрушения требованиям формулы изобретения (≥3 с); 17 - величина не определялась.

Figure 00000005
Notes (beginning see table 2): 15 - induction period of destruction (explanations in the text of the description); 16 - a conclusion on the compliance of the duration of the induction period of destruction with the requirements of the claims (≥3 s); 17 - the value was not determined.
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (10)

1. Волокнистый наноцемент, содержащий (в мас.%) портландцементный клинкер или портландцемент, природный гипсовый камень (в пересчете на SO3), порошкообразный модификатор - полиметиленнафталинсульфонат с сульфатом натрия, и минеральную добавку (10,4-93,4):(1-7):(0,6-2,5):(3-88), при удельной поверхности 400-700 м2/кг, отличающийся тем, что в качестве портландцементного клинкера или портландцемента содержит алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент, включающие фазу алита в пределах 60-65% массы клинкера или клинкерной части портландцемента, а минеральная добавка содержит стекловолокнистый материал силикатного состава и/или отход стекловолокнистого производства в виде фрагментов микроволокон или микронитей длиной 0,05-10 мкм в количестве, мас.% 3-28, учитываемом в составе минеральной добавки.1. Fibrous nanocement containing (in wt.%) Portland cement clinker or Portland cement, natural gypsum stone (in terms of SO 3 ), a powdery modifier - polymethylene naphthalene sulfonate with sodium sulfate, and a mineral additive (10.4-93.4) :( 1-7) :( 0.6-2.5) :( 3-88), with a specific surface area of 400-700 m 2 / kg, characterized in that, as a Portland cement clinker or Portland cement, it contains alite Portland cement clinker or alite portland cement, including the alite phase within 60-65% of the mass of clinker or the clinker part of Portland cement a, a mineral additive comprises silicate glass fiber material composition and / or fiber glass production waste in the form of microfibres or microfilaments fragments 0.05-10 microns length in amounts wt.% 3-28 are recorded as mineral additives. 2. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что указанный алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент содержит фосфорный ангидрид в растворимой форме в количестве, мас.% 0,01-0,15.2. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that said alite Portland cement clinker or alite portland cement contains phosphoric anhydride in soluble form in an amount, wt.% 0.01-0.15. 3. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что указанный алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент содержит фтористые соединения в растворимой форме в пересчете на фторид-анион в количестве, мас.% 0,01-0,1.3. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that said alite Portland cement clinker or alite portland cement contains fluoride compounds in soluble form in terms of fluoride anion in an amount, wt.% 0.01-0.1. 4. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что указанный алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент содержит свободный оксид кальция в количестве, мас.% 0,01-0,5.4. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that said alite Portland cement clinker or alite portland cement contains free calcium oxide in an amount, wt.% 0.01-0.5. 5. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что указанный алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент включает соединения щелочных металлов в пересчете на Na2O в количестве, мас.% 0,05-0,6.5. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that said alite Portland cement clinker or alite portland cement includes alkali metal compounds in terms of Na 2 O in an amount, wt.% 0.05-0.6. 6. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной добавки содержит материалы из групп: I - активные минеральные добавки: гранулированный доменный шлак, топливный шлак, зола уноса, вулканический пепел или вулканический шлак, пемза; II - наполнители: кварцевый песок, полевошпатовый песок, барханный песок, высевка дробления гранитов и/или кварцитов, кварцевая мука, каменная пыль, бой тарного и/или технического, и/или строительного стекла.6. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that the mineral additive contains materials from the groups: I - active mineral additives: granulated blast furnace slag, fuel slag, fly ash, volcanic ash or volcanic slag, pumice; II - fillers: quartz sand, feldspar sand, sand dune, sowing crushing of granites and / or quartzites, quartz flour, stone dust, battle of container and / or technical and / or building glass. 7. Волокнистый наноцемент по п. 1, отличающийся тем, что в качестве составляющей минеральной добавки - стекловолокнистого материала силикатного состава - он включает материалы из групп: I - силикатное штапельное стекловолокно, содержащее в пересчете на оксиды мас. %: I - силикатное штапельное волокно, содержащее в пересчете на оксиды (мас.%) SiO2 71±3, Al2O3 0,5±0,25, MgO 3±0,5, СаО 8±2, Na2O 15±1,5; II - отход производства указанного стекловолокнистого материала, III - смесь материалов из указанных групп в соотношениях от 9:1 до 1:9.7. The fibrous nanocement according to claim 1, characterized in that as a component of the mineral additive — glass fiber material of silicate composition — it includes materials from the groups: I — silicate staple glass fiber containing, in terms of wt. %: I - silicate staple fiber containing in terms of oxides (wt.%) SiO 2 71 ± 3, Al 2 O 3 0.5 ± 0.25, MgO 3 ± 0.5, CaO 8 ± 2, Na 2 O 15 ± 1.5; II - a waste product of the specified fiberglass material, III - a mixture of materials from these groups in ratios from 9: 1 to 1: 9. 8. Способ изготовления волокнистого наноцемента по п. 1, путем помола шихты, включающей портландцементный клинкер, или портландцемент, природный гипсовый камень (в пересчете на SO3), порошкообразный модификатор - полиметиленнафталинсульфонат с сульфатом натрия и минеральную добавку, мас.%: (10,4-93,4):(1-7):(0,6-2,5):(3-88) до удельной поверхности 400-700 м2/кг, отличающийся тем, что шихта содержит в качестве портландцементного клинкера или портландцемента - алитовый портландцементный клинкер или алитовый портландцемент, включающие фазу алита в пределах 60-65% массы клинкера или клинкерной части портландцемента, а в качестве составляющей минеральной добавки - стекловолокнистый материал силикатного состава и/или отход стекловолокнистого производства в виде фрагментов микроволокон или микронитей длиной 0,05-10 мкм в количестве мас.% 3-28, а помол осуществляют в две стадии, на первой из которых совместно измельчают указанные портландцементный клинкер или портландцемент, природный гипсовый камень и порошкообразный модификатор - полиметиленнафталинсульфонатами в сочетании с сульфатом натрия до удельной поверхности 280-300 м2/кг, а на второй стадии в состав полученной молотой шихты при совместном или раздельном помоле с последующим смешением вводят минеральную добавку и измельчают до указанной удельной поверхности, при этом режим второй стадии помола предварительно подбирают под оптико-микроскопическом контролем до получения в готовом продукте стекловолокнистого материала - микроволокон или микронитей длиной 0,05-10 мкм.8. A method of manufacturing a fibrous nanocement according to claim 1, by grinding a mixture including Portland cement clinker, or Portland cement, natural gypsum stone (in terms of SO 3 ), a powdery modifier - polymethylene naphthalene sulfonate with sodium sulfate and a mineral additive, wt.%: (10 , 4-93.4) :( 1-7) :( 0.6-2.5) :( 3-88) to a specific surface area of 400-700 m 2 / kg, characterized in that the mixture contains as Portland cement clinker or Portland cement - alite Portland cement clinker or alite portland cement, including the alite phase in the range of 60-65 % of the mass of clinker or clinker part of Portland cement, and as a component of the mineral additive - fiberglass material of silicate composition and / or waste fiberglass production in the form of fragments of microfibers or microfilaments with a length of 0.05-10 microns in the amount of wt.% 3-28, and grinding is carried out in two stages, at the first of which the specified Portland cement clinker or Portland cement, together with natural gypsum stone and a powdery modifier, polymethylene naphthalene sulfonates in combination with sodium sulfate, are ground together Flax surface of 280-300 m 2 / kg, and in the second step of the obtained milled blend with joint or separate grinding followed by mixing mineral additive is introduced and milled to said specific surface, the second-stage grinding mode previously selected by the optical-microscopic control to obtain in the finished product a fiberglass material - microfibers or microfilaments with a length of 0.05-10 microns. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что в качестве стекловолокнистого материала силикатного состава в состав минеральной добавки вводят волокна и/или нити, и/или штабики, и/или отходы указанного стекловолокнистого материала в форме волокон и/или войлока, и/или матов, и/или их фрагментов и смесей, а режим второй стадии помола предварительно подбирают под оптико-микроскопическом контролем до получения в готовом продукте стекловолокнистого материала в форме микроволокон и/или микронитей, и/или их фрагментов длиной в пределах 0,05-10 мкм, регулируя указанную длину сроком измельчения путем сокращения его при выходе длины части микроволокон и/или микронитей, и/или их фрагментов за нижний предел и увеличения - при выходе за верхний предел.9. The method according to p. 8, characterized in that as the fiberglass material of the silicate composition, fibers and / or threads, and / or racks, and / or wastes of the specified fiberglass material in the form of fibers and / or felt are introduced into the mineral additive, and / or mats, and / or fragments and mixtures thereof, and the mode of the second grinding stage is preselected under optical microscopic control to obtain fiberglass material in the finished product in the form of microfibers and / or microfilaments, and / or fragments thereof with a length within 0.05 -10 microns, adjustable I specified the length of the period of grinding by reducing it when the length of a portion of microfibers and / or microfilaments, and / or their fragments goes beyond the lower limit and increases when going beyond the upper limit. 10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что в качестве активной минеральной добавки или наполнителя, на второй стадии помола со стекловолокнистым материалом, в шихту вводят материал с твердостью по Моосу не выше показателя, соответствующего твердости портландцементного клинкера в составе шихты помола, или указанного клинкера, взятого для выпуска портландцемента в составе указанной шихты. 10. The method according to p. 8, characterized in that, as an active mineral additive or filler, in the second stage of grinding with fiberglass material, a material with a Mohs hardness not higher than that corresponding to the hardness of Portland cement clinker in the composition of the grinding mixture is introduced into the charge, or the specified clinker, taken for the release of Portland cement as part of the specified mixture.
RU2015119759/03A 2015-05-26 2015-05-26 Fibrous nanocement and preparation method thereof RU2595284C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119759/03A RU2595284C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Fibrous nanocement and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119759/03A RU2595284C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Fibrous nanocement and preparation method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2595284C1 true RU2595284C1 (en) 2016-08-27

Family

ID=56892024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119759/03A RU2595284C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Fibrous nanocement and preparation method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595284C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683447C1 (en) * 2017-12-05 2019-03-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" Method of monolithic building, 3d printing method and device therefor
RU2725559C1 (en) * 2019-07-05 2020-07-03 Марсель Янович Бикбау Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete
CN113591384A (en) * 2021-08-02 2021-11-02 燕山大学 Cement product specific surface area prediction method based on gated convolution network

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029749C1 (en) * 1992-01-22 1995-02-27 Общество с ограниченной ответственностью - Малое предприятие "Патент-Приз" Method to produce binder of low water consumption
RU2167114C2 (en) * 1999-08-09 2001-05-20 Дальневосточный государственный университет путей сообщения Method of preparing binder
RU2207995C2 (en) * 2001-06-21 2003-07-10 Юдович Борис Эммануилович Method of manufacturing low water-demand cement
RU2371402C2 (en) * 2007-12-29 2009-10-27 Закрытое акционерное общество "ИМЭТСТРОЙ" (ЗАО "ИМЭТСТРОЙ") Method of producing cement with mineral additive
EP2418187A2 (en) * 2010-08-12 2012-02-15 Evgeniy Nikolaevich Yastremskiy Dry mixture for manufacturing cellular fibro concrete and method therefor
CN103319129A (en) * 2013-06-27 2013-09-25 东南大学 Ecological nanoparticle reinforced cement based composite material and preparation method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2029749C1 (en) * 1992-01-22 1995-02-27 Общество с ограниченной ответственностью - Малое предприятие "Патент-Приз" Method to produce binder of low water consumption
RU2167114C2 (en) * 1999-08-09 2001-05-20 Дальневосточный государственный университет путей сообщения Method of preparing binder
RU2207995C2 (en) * 2001-06-21 2003-07-10 Юдович Борис Эммануилович Method of manufacturing low water-demand cement
RU2371402C2 (en) * 2007-12-29 2009-10-27 Закрытое акционерное общество "ИМЭТСТРОЙ" (ЗАО "ИМЭТСТРОЙ") Method of producing cement with mineral additive
EP2418187A2 (en) * 2010-08-12 2012-02-15 Evgeniy Nikolaevich Yastremskiy Dry mixture for manufacturing cellular fibro concrete and method therefor
CN103319129A (en) * 2013-06-27 2013-09-25 东南大学 Ecological nanoparticle reinforced cement based composite material and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683447C1 (en) * 2017-12-05 2019-03-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" Method of monolithic building, 3d printing method and device therefor
RU2725559C1 (en) * 2019-07-05 2020-07-03 Марсель Янович Бикбау Cast and self-sealing concrete mixture for production of monolithic concrete and prefabricated articles from reinforced concrete
CN113591384A (en) * 2021-08-02 2021-11-02 燕山大学 Cement product specific surface area prediction method based on gated convolution network
CN113591384B (en) * 2021-08-02 2023-08-18 燕山大学 Cement finished product specific surface area prediction method based on gating convolution network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Engineered Cementitious Composites (ECC) with limestone calcined clay cement (LC3)
Rashiddadash et al. Experimental investigation on flexural toughness of hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) containing metakaolin and pumice
Mahapatra et al. Temperature impact on residual properties of self-compacting based hybrid fiber reinforced concrete with fly ash and colloidal nano silica
Steiner et al. Effectiveness of ceramic tile polishing residues as supplementary cementitious materials for cement mortars
Tavakoli et al. Properties of concretes produced with waste ceramic tile aggregate
Özkan et al. Studies on mortars containing waste bottle glass and industrial by-products
Ramkumar et al. Development of a novel low carbon cementitious two stage layered fibrous concrete with superior impact strength
Jeyasehar et al. Development of fly ash based geopolymer precast concrete elements
Jalil et al. Evaluation of steel industrial slag as partial replacement of cement in concrete
RU2595284C1 (en) Fibrous nanocement and preparation method thereof
Akhtar et al. An experimental study on fibre reinforced fly ash based lime bricks
Althoey et al. Effect of fly ash and waste glass powder as a fractional substitute on the performance of natural fibers reinforced concrete
EP2989063B1 (en) Binder composition comprising ground granulated blast furnace slag, basic oxygen slag and an alkaline inorganic waste material selected from by-pass dust, cement kiln dust or mixtures thereof
Asa et al. An investigation of mechanical behavior of concrete containing crushed waste glass
Odeyemi et al. Strength properties of steel and bamboo reinforced concrete containing quarry dust, rice husk ash and guinea corn husk ash
Domanskaya et al. Water-resistant gypsum binding agents and concretes based thereof as promising materials for building green
CN102690069A (en) Regeneration method taking construction wastes as cement raw materials
CN103265258A (en) Dry powder mortar prepared from industrial residues
CN103373827A (en) Cement-based material
Kabir et al. Characteristics of different type of coarse aggregate on properties of high performance concrete
CN103482937A (en) Cement concrete material
Kapustin et al. The use of fly ash in the production of concrete and products based on it
Ismael et al. Enhancing the mechanical properties of lightweight concrete using mono and hybrid fibers
Uniyal et al. Partial Replacement of Cement in Concrete using Ceramic Waste
KR20190074575A (en) Eco-friendly ultra rapid hardening mortar composition and manufacturing method using the same