RU2656270C1 - Low water demand cement and method of its manufacturing - Google Patents
Low water demand cement and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656270C1 RU2656270C1 RU2017113200A RU2017113200A RU2656270C1 RU 2656270 C1 RU2656270 C1 RU 2656270C1 RU 2017113200 A RU2017113200 A RU 2017113200A RU 2017113200 A RU2017113200 A RU 2017113200A RU 2656270 C1 RU2656270 C1 RU 2656270C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- superplasticizer
- mineral filler
- portland cement
- nanomodifier
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- -1 tuff Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 2
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VJPXJCQAEYLZCE-UHFFFAOYSA-M 7-bromo-5-pyridin-2-yl-1,3-dihydro-1,4-benzodiazepin-2-one;methyl-di(propan-2-yl)-[2-(9h-xanthene-9-carbonyloxy)ethyl]azanium;bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(Br)=CC=C2NC(=O)CN=C1C1=CC=CC=N1.C1=CC=C2C(C(=O)OCC[N+](C)(C(C)C)C(C)C)C3=CC=CC=C3OC2=C1 VJPXJCQAEYLZCE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/48—Clinker treatment
- C04B7/52—Grinding ; After-treatment of ground cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/12—Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
- C04B7/13—Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к технологии вяжущих материалов и может быть использовано взамен общестроительных цементов при производстве самоуплотняющихся, тяжелых, высокопрочных, мелкозернистых и высококачественных бетонов.The present invention relates to the technology of cementitious materials and can be used instead of general-purpose cements in the production of self-compacting, heavy, high-strength, fine-grained and high-quality concrete.
Известен состав цемента низкой водопотребности и способ его приготовления, отраженные в описании к патенту России №2207995 «Способ изготовления цемента низкой водопотребности», МПК7 С04В 7/52, опубл. 10.07.2003. Согласно этому изобретению цемент низкой водопотребности включает щелочесодержащий портландцементный клинкер с сульфатно-кальциевым ингредиентом, минеральный кремнеземистый наполнитель, модификатор, содержащий органический водопонижающий реагент, причем на 100 массовых частей портландцемента берут 5-850 мас. частей минерального кремнеземистого наполнителя, взятого из группы: гранулированный доменный шлак, зола-унос, вулканический пепел, пемза, туф, кварцевый песок, полевошпатный песок, высевки от дробления гранита, хвосты обогащения руд, стеклобой, кирпичный бой, керамзитовая или стеклокерамзитовая пыль и др., 0,6-2,5 мас. частей органического водопонижающего реагента, взятого из группы: соли щелочных и/или щелочноземельных металлов продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом или продукта конденсации меламинсодержащих смол с формальдегидом или комплексные соли щелочноземельных металлов и серной, и/или азотной, и/или муравьиной, и/или уксусной кислот и низкомолекулярных сахаридов с числом атомов углерода 3-5.The known composition of cement of low water demand and the method of its preparation, as reflected in the description of the patent of Russia No. 2207995 "Method for the manufacture of cement of low water demand", MPK7 SB04/52, publ. 07/10/2003. According to this invention, low water demand cement includes an alkali-containing Portland cement clinker with a calcium sulfate ingredient, a mineral siliceous filler, a modifier containing an organic water-lowering reagent, and 5-850 wt. Per 100 parts by weight of Portland cement are taken. parts of a siliceous mineral filler taken from the group: granulated blast furnace slag, fly ash, volcanic ash, pumice, tuff, silica sand, feldspar sand, granite sowing, ore dressing tailings, cullet, brick fight, expanded clay or glass expanded dust and ., 0.6-2.5 wt. parts of an organic water-lowering reagent, taken from the group: alkali and / or alkaline earth metal salts of the condensation product of naphthalene sulfonic acid with formaldehyde or a condensation product of melamine-containing resins with formaldehyde or complex salts of alkaline earth metals and sulfuric and / or nitric and / or acetic and acids and low molecular weight saccharides with the number of carbon atoms 3-5.
Способ приготовления цемента низкой водопотребности в соответствии с этим патентом включает механохимическую обработку путем совместного помола ингредиентов: портландцементного клинкера, сульфатно-кальциевого ингредиента, модификатора с ускорителем твердения и органическим водопонижающим реагентом при их соотношении 100:(1-7):(0,6-2,5) мас. частей до удельной поверхности 400-700 м2/кг. В качестве портландцементного клинкера используют гранулированный продукт обжига цементной сырьевой смеси, имеющей в своем составе обожженные примеси сульфатов и карбонатов щелочных металлов. Дополнительно вводят активный минеральный наполнитель на 100 мас. частей клинкера от 5 до 850 мас. частей, в качестве которого используют компоненты из группы 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.The method of preparing cement of low water demand in accordance with this patent includes mechanochemical processing by co-grinding the ingredients: Portland cement clinker, calcium sulfate ingredient, a modifier with a hardening accelerator and an organic water-reducing reagent at a ratio of 100: (1-7) :( 0.6- 2.5) wt. parts to a specific surface of 400-700 m 2 / kg. As a Portland cement clinker, a granular product is used for calcining a cement raw material mixture containing calcined impurities of sulfates and alkali metal carbonates. Additionally, an active mineral filler per 100 wt. parts of clinker from 5 to 850 wt. parts, which are used as components from the group granular blast furnace slag, fuel slag, fly ash, volcanic ash, pumice, tuff, quartz sand, feldspar sand, seeding from granite crushing, ore dressing tailings, cullet, brick fight, expanded clay or glass expanded clay dust.
Недостатками описанного состава цемента низкой водопотребности и способа его приготовления являются: повышенная водопотребность (нормальная густота) цемента, недостаточно высокие реологические характеристики цементных бетонов, а именно: водоредуцирующая способность, предельное напряжение сдвига, расплыв цементных систем, и их прочность, в частности ранняя прочность в возрасте 1-3 суток. Это объясняется использованием в их составе кремнеземистых минеральных наполнителей, в которых доля оксида кремния превышает 80%, отличающихся высокой влагоемкостью, что ведет к повышению водопотребности цементных систем и ухудшению их реологических характеристик. На поверхности твердой фазы указанных компонентов образуется сольватная оболочка, состоящая из адсорбционно-связанной воды, по объему сопоставимой с объемом частицы. При этом количество свободной воды, предопределяющей текучесть цементных систем, сокращается на величину, сопоставимую с объемом минерального наполнителя. Поэтому с увеличением доли кремнеземистого наполнителя в цементе требуемая подвижность бетонной смеси достигается при более высокой его водопотребности.The disadvantages of the described composition of cement of low water demand and the method of its preparation are: increased water demand (normal density) of cement, insufficiently high rheological characteristics of cement concrete, namely: water-reducing ability, ultimate shear stress, spread of cement systems, and their strength, in particular, early strength in 1-3 days old. This is explained by the use of siliceous mineral fillers in their composition, in which the proportion of silicon oxide exceeds 80%, which are characterized by high moisture capacity, which leads to an increase in the water demand of cement systems and a deterioration in their rheological characteristics. A solvation shell is formed on the surface of the solid phase of these components, consisting of adsorption-bound water, comparable in volume to the volume of the particle. In this case, the amount of free water, which determines the fluidity of cement systems, is reduced by an amount comparable to the volume of the mineral filler. Therefore, with an increase in the proportion of siliceous filler in cement, the required mobility of the concrete mixture is achieved at a higher water demand.
Наиболее близким аналогом является патент России №2379240, МПК С04В 7/02, 7/52, Цемент низкой водопотребности и способ его получения, опубликовано 20.01.2010. Способ включает совместный помол портландцемента с органическим водопонижающим реагентом и минеральным наполнителем до удельной поверхности 400-700 м2/кг; органический водопонижающий реагент взят в количестве 0,3-3,0% от массы цемента низкой водопотребности. Такой состав и способ его приготовления позволяют уменьшить нормальную густоту цементного теста даже при использовании органического водопонижающего реагента в минимальном количестве 0,3% от массы цемента низкой водопотребности, увеличить водоредуцирующий эффект на 2,4-47,7%, плотность цементного теста на 1-10%, прочность цементного камня на 0,9-51%, улучшить реологические характеристики: реологическая способность ΔР возросла до 150-490%, а предельное напряжение сдвига τ0 уменьшилось с 29,7 до 19,1-1,9 Па.The closest analogue is the patent of Russia No. 2379240, IPC С04В 7/02, 7/52, Cement of low water demand and the method for its production, published on 01/20/2010. The method includes co-grinding Portland cement with an organic water-lowering reagent and a mineral filler to a specific surface of 400-700 m 2 / kg; organic water-reducing reagent is taken in an amount of 0.3-3.0% by weight of cement of low water demand. Such a composition and a method for its preparation can reduce the normal density of the cement paste even when using an organic water-reducing agent in a minimum amount of 0.3% by weight of cement of low water demand, increase the water-reducing effect by 2.4-47.7%, and the density of the cement paste by 1- 10%, cement stone strength by 0.9-51%, improve rheological characteristics: rheological ability ΔР increased to 150-490%, and the ultimate shear stress τ 0 decreased from 29.7 to 19.1-1.9 Pa.
Недостатком описанных составов и способа его приготовления являются недостаточно высокие прочностные показатели цемента низкой водопотребности (далее - ЦНВ).The disadvantage of the described compositions and the method of its preparation are not high enough strength indicators of cement of low water demand (hereinafter - CNV).
Задачей изобретения является повышение прочности бетонов и растворов на основе ЦНВ.The objective of the invention is to increase the strength of concrete and mortars based on CNV.
Техническим результатом является большая плотность зоны контакта цементного камня с зерном заполнителя, обеспечиваемая в присутствии кремнеземистого наномодификатора, вводимого при получении ЦНВ.The technical result is a high density of the contact zone of the cement stone with the aggregate grain, provided in the presence of a siliceous nanomodifier introduced during the preparation of the CVF.
Задача решается составом цемента низкой водопотребности, содержащего, как и в прототипе, портландцемент и суперпластификатор; в отличие от прототипа ЦНВ в соответствии с изобретением дополнительно содержит кремнеземистый наномодификатор, при следующем соотношении компонентов, мас. частей:The problem is solved by the composition of cement low water demand, containing, as in the prototype, Portland cement and superplasticizer; in contrast to the prototype, the CNV in accordance with the invention further comprises a siliceous nanomodifier, in the following ratio of components, wt. parts:
в случае производства композиционного ЦНВ - минеральный наполнитель, карбонатный или кремнеземистый - до 50 мас. частей вместо такой же части портландцемента.in the case of composite CVF production, a mineral filler, carbonate or siliceous, up to 50 wt. parts instead of the same portland cement.
Эффект от введения малых дозировок носит резко экстремальный характер, который теряется при изменении дозировки, а суперпластификатор, которого в этом случае требуется уже сравнительно много, будет уже не столь эффективным в количествах сверх определенного значения, но ощутимо повышает стоимость получаемого продукта.The effect of the introduction of small dosages is extremely extreme, which is lost when the dosage is changed, and the superplasticizer, which in this case requires already a lot, will not be so effective in quantities over a certain value, but it will significantly increase the cost of the resulting product.
Задача решается также способом получения цемента низкой водопотребности, при котором, как и в прототипе, проводят совместное измельчение портландцемента с суперпластификатором. В отличие от прототипа в предлагаемом способе получения ЦНВ дополнительно используют кремнеземистый наномодификатор, из которого предварительно готовят премикс, сухой или в растворе, тщательным смешением портландцемента (для сухих компонентов), взятого в количестве (0,5-5)% от массы портландцемента (0,1-5 для сухого и 100 - для раствора)% суперпластификатора от общей его массы и всей массы наномодификатора. Подготовленный премикс добавляют к остальной части смешанных портландцемента, суперпластификатора и при необходимости - минерального наполнителя, проводят их совместное измельчение до получения ЦНВ с удельной поверхностью 5500-7500 см2/г. При этом компоненты берут в количестве, мас. частей:The problem is also solved by the method of producing cement of low water demand, in which, as in the prototype, joint grinding of Portland cement with superplasticizer is carried out. In contrast to the prototype, the proposed method for the preparation of CNF additionally uses a siliceous nanomodifier, from which the premix is preliminarily prepared, dry or in solution, by thorough mixing of Portland cement (for dry components) taken in an amount of (0.5-5)% by weight of Portland cement (0 , 1-5 for dry and 100 for solution)% of superplasticizer of its total mass and the entire mass of nanomodifier. The prepared premix is added to the rest of the mixed Portland cement, superplasticizer and, if necessary, mineral filler, they are co-milled to obtain a CVB with a specific surface area of 5500-7500 cm 2 / g. In this case, the components are taken in the amount, wt. parts:
в случае производства композиционного ЦНВ берут минеральный наполнитель, карбонатный или кремнеземистый, до 50 мас. частей вместо такой же части портландцемента.in the case of composite CVF production, a mineral filler, carbonate or siliceous, up to 50 wt. parts instead of the same portland cement.
Суперпластификатор в любом случае будет требоваться в большом количестве, как и в прототипе, что делает применение ЦНВ исходно не столь выгодным. При использовании же пусть даже дорогого суперпластификатора и наномодификатора в очень малых количествах (порядка 10-3-10-4% от массы цемента), как указывается, будет возможно увеличить техническую эффективность ЦНВ при практически нулевых дополнительных затратах, что в конечном счете сделает рентабельным применение даже дорогостоящего ЦНВ.In any case, a superplasticizer will be required in large quantities, as in the prototype, which makes the use of CNV initially not so beneficial. When using even very expensive superplasticizer and nanomodifier in very small quantities (of the order of 10 -3 -10 -4 % of the mass of cement), as indicated, it will be possible to increase the technical efficiency of the CVF at almost zero additional costs, which ultimately will make it profitable to use even expensive CNV.
В зависимости от товарной формы суперпластификатора: порошок или раствор, берут соответствующую форму наномодификатора: мелкодисперсный порошок или раствор, стабилизированный гель, водную дисперсию, кремнезоли.Depending on the commodity form of the superplasticizer: powder or solution, take the corresponding form of the nanomodifier: fine powder or solution, stabilized gel, aqueous dispersion, silica sol.
В качестве минерального наполнителя берут кремнеземистый или карбонатсодержащий материалы, или их смесь в соотношении кремнеземистый материал: карбонатсодержащий материал 5:95-95:5, или иной его вид.Silica or carbonate-containing materials, or a mixture thereof in a ratio of siliceous material: carbonate-containing material 5: 95-95: 5, or its other form, are taken as a mineral filler.
В качестве органического водопонижающего реагента используют порошкообразную форму суперпластификатора или его водный раствор с концентрацией 20-40%.As an organic water-lowering reagent, a powdery form of a superplasticizer or its aqueous solution with a concentration of 20-40% is used.
Для приготовления цемента низкой водопотребности использовали:For the preparation of cement of low water demand used:
- портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Н производства ООО «HeidelbergCement» (г. Вольск) ГОСТ31108-2003;- Portland cement of the brand CEM I 42.5Н manufactured by HeidelbergCement LLC (Volsk) GOST31108-2003;
- портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Б производства ООО «EuroCement» (р.п. Комсомольский) ГОСТ31108-2003;- Portland cement of the brand CEM I 42.5B manufactured by EuroCement LLC (industrial enterprise Komsomolsky) GOST31108-2003;
- кремнеземистые материалы:- siliceous materials:
- - кварцевый песок по ГОСТ 8736-2014 с наибольшей крупностью зерен 1,25 мм;- - quartz sand according to GOST 8736-2014 with the largest grain size of 1.25 mm;
- - шлак доменный гранулированный Орско-Халиловского металлургического комбината следующего химического состава, мас. %: SiO2 37-39, Al2O3 10-11, СаО 34-40, MgO 7-8, FeO 0,5-0,7, S 0,5-0,6;- - granulated blast furnace slag of the Orsk-Khalilovsk metallurgical plant of the following chemical composition, wt. %: SiO 2 37-39, Al 2 O 3 10-11, CaO 34-40, MgO 7-8, FeO 0.5-0.7, S 0.5-0.6;
- - шлак доменный гранулированный, поставляемый ООО «Мечел-Материалы» следующего химического состава, мас. %: СаО 35-45, SiO2 35-45, Al2O3≤8, MgO≤15, FeO 0,2-1,0, Na2O 0,5-1,0, K2O 1,0-1,5, TiO2<4,0, MnO≤2,0, S≤1,0, Мо 0,95-1,1.- - granulated blast furnace slag, supplied by Mechel-Materials LLC of the following chemical composition, wt. %: CaO 35-45, SiO 2 35-45, Al 2 O 3 ≤8, MgO ≤15, FeO 0.2-1.0, Na 2 O 0.5-1.0, K 2 O 1.0 -1.5, TiO 2 <4.0, MnO≤2.0, S≤1.0, Mo 0.95-1.1.
- карбонатные материалы:- carbonate materials:
- - известняк Бондюжского месторождения (г. Менделеевск) Республики Татарстан; минеральный состав: CaCO3 78-94, MgCO3 3-16, глинистые примеси 5,1-8,9,- - limestone of the Bondyuzhsky deposit (Mendeleevsk) of the Republic of Tatarstan; mineral composition: CaCO 3 78-94, MgCO 3 3-16, clay impurities 5.1-8.9,
- - доломит Васильевского карьера Тетюшского района Республики Татарстан, минеральный состав: MgCO3 - 85-97, глинистые примеси - 1-3, кварц - 0,5-1,5, полевой шпат - 1;- - dolomite of the Vasilyevsky quarry of the Tetyushsky region of the Republic of Tatarstan, mineral composition: MgCO 3 - 85-97, clay admixtures - 1-3, quartz - 0.5-1.5, feldspar - 1;
- - а также известняк, мрамор, мел, доломитизированный известняк;- - as well as limestone, marble, chalk, dolomitic limestone;
- органический водопонижающий реагент - суперпластификатор (порошок) на основе нафталинсульфоновой кислоты «СП-1», производствоООО «Полипласт» (Россия);- organic water-reducing reagent - superplasticizer (powder) based on naphthalenesulfonic acid "SP-1", production of LLC Polyplast (Russia);
- органический водопонижающий реагент - суперпластификатор (порошок) Melflux 2651F, производство Degussa Constraction Polymers (SKWTrostberg, Германия);- organic water-reducing reagent - superplasticizer (powder) Melflux 2651F, manufactured by Degussa Constraction Polymers (SKWTrostberg, Germany);
- органический водопонижающий реагент - суперпластификатор (концентрированные растворы):- organic water-reducing reagent - superplasticizer (concentrated solutions):
- - ReoTechDegasetDR8500S, водный раствор 40% концентрации, производство ООО «Евросинтез» (г. Москва);- - ReoTechDegasetDR8500S, aqueous solution of 40% concentration, manufactured by Eurosintez LLC (Moscow);
- - MasterGlenium 115, водный раствор 30% концентрации, производство ООО «Basf» (г. Москва);- - MasterGlenium 115, an aqueous solution of 30% concentration, manufactured by Basf LLC (Moscow);
- - Sika 5NEW, водный раствор 40% концентрации, производство ООО «Зика» (г. Москва);- - Sika 5NEW, an aqueous solution of 40% concentration, manufactured by Zika LLC (Moscow);
- - Melflux 2651F, водный раствор 35% концентрации производства Degussa Constraction Polymers (SKWTrostberg, Германия);- - Melflux 2651F, an aqueous solution of 35% concentration produced by Degussa Constraction Polymers (SKWTrostberg, Germany);
- наномодификатор - синтетические кремнеземистые продукты - ультрадисперсный порошок «Ковелос 35/01 Т» (ЗАО «Экокремний», Россия), стабилизированный гель «Силином МДК», водную дисперсию «Силином ВН-М» (ЗАО «Химуниверс», Россия), и кремнезоли «ЛЭЙКСИЛ 20-ХС» (ООО НТЦ «Компас») с размером частиц менее 100 нм.- nanomodifier — synthetic silica products — ultrafine powder “Kovelos 35/01 T” (ZAO Ekokremniy, Russia), stabilized gel Silin MDK, aqueous dispersion Silin VN-M (ZAO Himunivers, Russia), and silica solids “LEXIL 20-XC” (LLC STC “Compass”) with a particle size of less than 100 nm.
Цемент низкой водопотребности получали следующим образом.Low water demand cement was prepared as follows.
Минеральный наполнитель перед процедурой помола высушивали при температуре 105-110°C до постоянной массы. Исходный портландцемент брался сухим.Mineral filler before the grinding procedure was dried at a temperature of 105-110 ° C to constant weight. The original Portland cement was taken dry.
В случае использования порошкообразных суперпластификатора и наномодификатора подготавливается сухой премикс, поскольку из-за малой дозировки наномодификатора он может неравномерно распределиться в массе ЦНВ. Премикс получают путем тщательного смешения в вибрационном смесителе портландцемента, взятого в количестве (0,5-5)% от общей его массы, (0,1-5)% суперпластификатора от общей его массы и всей массы наномодификатора. Подготовленный премикс добавляют к остальной части смешанных портландцемента и суперпластификатора, при необходимости - твердого наполнителя, и проводят их измельчение в лабораторной вибрационно-шаровой мельнице СВМ-3 периодического действия (ООО «Опытный завод со специальным бюро», г. Москва) до получения ЦНВ с удельной поверхностью 5500-7500 см2/г. После такого помола при необходимости использования мягкого, легко размалываемого минерального карбонатного наполнителя производят домол полученного ЦНВ с ним до удельной поверхности 5500-7000 см2/кг.In the case of using powdered superplasticizer and nanomodifier, a dry premix is prepared, since due to the low dosage of the nanomodifier it can be unevenly distributed in the mass of the central nervous system. The premix is obtained by thoroughly mixing Portland cement in a vibrating mixer, taken in an amount of (0.5-5)% of its total mass, (0.1-5)% of superplasticizer of its total mass and the entire mass of the nanomodifier. The prepared premix is added to the rest of the mixed Portland cement and superplasticizer, if necessary a solid filler, and they are crushed in a SVM-3 laboratory vibratory ball mill of periodic action (Experimental Plant with a Special Bureau LLC, Moscow) to obtain a CVB with specific surface area 5500-7500 cm 2 / g. After such grinding, if necessary, use a soft, easily grinded mineral carbonate filler, the obtained CVB is milled with it to a specific surface of 5500-7000 cm 2 / kg.
В случае использования жидкого суперпластификатора готовится раствор премикса. Для этого необходимо тщательно смешать наномодификатор любой формы (порошок, гель, водную дисперсию наномодификатора) с концентрированным раствором всего суперпластификатора. Полученный премикс вводится в портландцемент и осуществляется их совместное измельчение, при необходимости с «твердым» кремнеземистым наполнителем, до получения ЦНВ с удельной поверхностью 5500-7500 см2/г и влажностью не более 2%. После такого помола при необходимости производят домол полученной смеси с «мягким» карбонатсодержащим минеральным наполнителем до удельной поверхности ЦНВ 5500-7000 см2/кг.In the case of using liquid superplasticizer, a premix solution is prepared. To do this, carefully mix any form of nanomodifier (powder, gel, aqueous dispersion of the nanomodifier) with a concentrated solution of the entire superplasticizer. The resulting premix is introduced into Portland cement and they are co-milled, if necessary, with a “solid” siliceous filler, to obtain a CVB with a specific surface area of 5500-7500 cm 2 / g and humidity not more than 2%. After this grinding, if necessary, a milling of the resulting mixture with a “soft” carbonate-containing mineral filler is carried out to a specific surface area of the CVC of 5500-7000 cm 2 / kg.
После приготовления ЦНВ была оценена прочность образцов с его использованием, и все результаты сведены в Таблицы 1-3.After preparation of the CNV, the strength of the samples using it was evaluated, and all the results are summarized in Tables 1-3.
Удельную поверхность определяли на приборе ПСХ-12, прочность при изгибе и сжатии - по ГОСТ 310.4.The specific surface was determined on a PSX-12 device, and the bending and compression strength was determined in accordance with GOST 310.4.
Сроки схватывания определяли по ГОСТ 310.3, водоцементное отношение, расплыв конуса, активность через 1 сутки нормального твердения, активность после пропаривания, активность через 28 суток нормального твердения - по ГОСТ 310.4. Марка цемента определялась по ГОСТ 10178.The setting time was determined according to GOST 310.3, the water-cement ratio, the cone spread, activity after 1 day of normal hardening, activity after steaming, activity after 28 days of normal hardening - according to GOST 310.4. The brand of cement was determined according to GOST 10178.
Для примеров были изготовлены различные образцы ЦНВ с использованием растворов премикса и его сухой формы. Процесс приготовления всех образцов являлся двухступенчатым: сначала в фарфоровой ступке с пестиком проводили первоначальное смешение наномодификатора, навесок цемента (0,5-5)% от его необходимого количества, (0,1-5)% суперпластификатора от его необходимого количества, затем проводили смешение и совместный помол с оставшимся количеством всех компонентов. Общая масса каждого образца составила 2000±2 г. Результаты испытания образцов ЦНВ отражены в примерах Таблице 1. В другом примере применялись:For examples, various samples of CNV were prepared using solutions of premix and its dry form. The preparation of all samples was a two-stage process: first, in a porcelain mortar and pestle, the initial mixing of nanomodifier, cement weighed (0.5-5)% of its required amount, (0.1-5)% of superplasticizer of its required amount were carried out, then mixing and co-grinding with the remaining amount of all components. The total mass of each sample was 2000 ± 2 g. The results of the testing of the CVD samples are shown in the examples in Table 1. In another example, the following were used:
- в качестве добавки-суперпластификатора - органический водопонижающий агент СП-1 (порошок);- as an additive superplasticizer - an organic water-reducing agent SP-1 (powder);
- в качестве кремнеземистого наномодификатора - кремнезоль «ЛЭЙКСИЛ 20 ХС».- as a siliceous nanomodifier - LEXIL 20 XC silica sol.
Результаты эксперимента сведены в таблицы 2 и 3.The results of the experiment are summarized in tables 2 and 3.
Как видно из примеров Таблиц, получены образцы бетонов на основе ЦНВ с повышенной прочностью. Такой результат связан с повышением механохимического эффекта в присутствии суперпластификатора и кремнеземистого наномодификатора, адсорбирующихся при измельчении на поверхности частиц портландцемента. За счет развитой поверхности наномодификатора и, как следствие, высокой активности обеспечивается большая плотность зоны контакта цементного камня с зерном заполнителя, что существенно повышает прочность и силы сцепления между ними. При гидратации ЦНВ, содержащего наномодификатор, зона контакта дополнительно уплотняется мелкокристаллическими гидросиликатами кальция, образующимися в результате протекания химической пуццолановой реакции между ультрадисперсным кремнеземом наномодификатора и известью, выделяющейся при гидратации цемента, что и обусловливает решение поставленной задачи.As can be seen from the examples of the Tables, concrete samples based on CNV with increased strength were obtained. This result is associated with an increase in the mechanochemical effect in the presence of a superplasticizer and siliceous nanomodifier adsorbed upon grinding Portland cement particles on the surface. Due to the developed surface of the nanomodifier and, as a result, high activity, a high density of the contact zone between the cement stone and the aggregate grain is ensured, which significantly increases the strength and adhesion forces between them. During hydration of a CNV containing a nanomodifier, the contact zone is additionally compacted by fine-crystalline calcium hydrosilicates resulting from the chemical pozzolanic reaction between the ultrafine silica of the nanomodifier and lime released during cement hydration, which determines the solution of the problem.
* - в примерах Таблиц 2, 3 использовался цемент ЦЕМ I 42,5 Б компании «Евроцемент» Мордовского цементного завода.* - in the examples of Tables 2, 3, cement of CEM I 42.5 B of the Eurocement company of the Mordovian cement plant was used.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113200A RU2656270C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Low water demand cement and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017113200A RU2656270C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Low water demand cement and method of its manufacturing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656270C1 true RU2656270C1 (en) | 2018-06-04 |
Family
ID=62560638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017113200A RU2656270C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Low water demand cement and method of its manufacturing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656270C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754136C2 (en) * | 2019-11-11 | 2021-08-30 | Акционерное общество "Тяжмаш" | Iron-oxide portland cement for core catcher of nuclear reactor |
| RU2790611C1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Техноцемент" | Highly effective composite binder and method for its production |
| WO2023048595A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | Максим Хусенович БАКОВ | Nano-modified cement with low water demand |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU635061A1 (en) * | 1977-06-27 | 1978-11-30 | Белгородский технологический институт строительных материалов | Building mortar for finishing work |
| EP0192480A1 (en) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Bis(3-aminophenoxy) aromatics and method of preparing the same |
| SU1599331A1 (en) * | 1988-08-29 | 1990-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана | Binder |
| SU1775384A1 (en) * | 1990-08-16 | 1992-11-15 | Nii Str Konstruktsij | Binder |
| RU2207995C2 (en) * | 2001-06-21 | 2003-07-10 | Юдович Борис Эммануилович | Method of manufacturing low water-demand cement |
| RU2379240C1 (en) * | 2008-05-15 | 2010-01-20 | Сибгатуллин Ильгизар Раифович | Cement of low water demand and method of making thereof |
-
2017
- 2017-04-17 RU RU2017113200A patent/RU2656270C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU635061A1 (en) * | 1977-06-27 | 1978-11-30 | Белгородский технологический институт строительных материалов | Building mortar for finishing work |
| EP0192480A1 (en) * | 1985-02-22 | 1986-08-27 | MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. | Bis(3-aminophenoxy) aromatics and method of preparing the same |
| SU1599331A1 (en) * | 1988-08-29 | 1990-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана | Binder |
| SU1775384A1 (en) * | 1990-08-16 | 1992-11-15 | Nii Str Konstruktsij | Binder |
| RU2207995C2 (en) * | 2001-06-21 | 2003-07-10 | Юдович Борис Эммануилович | Method of manufacturing low water-demand cement |
| RU2379240C1 (en) * | 2008-05-15 | 2010-01-20 | Сибгатуллин Ильгизар Раифович | Cement of low water demand and method of making thereof |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754136C2 (en) * | 2019-11-11 | 2021-08-30 | Акционерное общество "Тяжмаш" | Iron-oxide portland cement for core catcher of nuclear reactor |
| WO2023048595A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | Максим Хусенович БАКОВ | Nano-modified cement with low water demand |
| RU2802732C2 (en) * | 2021-09-24 | 2023-08-31 | Максим Хусенович Баков | Nanomodified cement of low water demand |
| RU2790611C1 (en) * | 2022-05-16 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Техноцемент" | Highly effective composite binder and method for its production |
| RU2804532C1 (en) * | 2022-12-27 | 2023-10-02 | Роман Васильевич Кропачев | Method for producing low-water-demand cement and low-water-demand cement obtained by this method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rakhimova et al. | Influence of limestone content, fineness, and composition on the properties and microstructure of alkali-activated slag cement | |
| CN111978061B (en) | Preparation method of high-water-resistance anhydrous phosphogypsum cementing material | |
| EP2178806B1 (en) | Construction material based on activated fly ash | |
| CA2871679C (en) | Grinding additive for mineral binders | |
| KR0183536B1 (en) | Highly durable cement products containing siliceous ashes | |
| US10336652B2 (en) | Enhancing calcined clay use with inorganic binders | |
| SK500622012A3 (en) | Method for cement production and concrete mixture made by the method | |
| ITMI982118A1 (en) | IMPROVED PROCESSING ADDITIVES FOR HYDRAULIC CEMENTS. | |
| US20060260513A1 (en) | Construction cement and method for the producing thereof | |
| RU2382004C2 (en) | Organic mineral modifier for concrete mixtures and construction mortars and method of its production | |
| Escalante-Garcı́a et al. | Effect of geothermal waste on strength and microstructure of alkali-activated slag cement mortars | |
| RU2656270C1 (en) | Low water demand cement and method of its manufacturing | |
| JP5229952B2 (en) | Quick-hardening admixture | |
| Chandara | Study of pozzolanic reaction and fluidity of blended cement containing treated palm oil fuel ash as mineral admixture | |
| RU2379240C1 (en) | Cement of low water demand and method of making thereof | |
| JPH06100338A (en) | Highly fluid cement | |
| JP2000281399A (en) | Cement clinker and cement composition | |
| RU2373163C1 (en) | Cement of low water demand and method of its production | |
| CN102745919A (en) | Preparation method of tailing micropowder portland cement | |
| JP2003137618A (en) | Blast furnace slag fine powder containing inorganic admixture, blast furnace cement, and method of producing them | |
| RU2431623C1 (en) | Complex additive for portland cement | |
| WO2020203490A1 (en) | Cement composition and method for producing cement composition | |
| JP2000344555A (en) | Cement clinker and cement composition | |
| Si-Ahmed et al. | Performance of cement mortar with waste ground clay brick | |
| JP4164240B2 (en) | Cement clinker and cement composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210418 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220422 |