WO1997038947A1 - Cemento hidraulico - Google Patents

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WO1997038947A1
WO1997038947A1 PCT/ES1996/000086 ES9600086W WO9738947A1 WO 1997038947 A1 WO1997038947 A1 WO 1997038947A1 ES 9600086 W ES9600086 W ES 9600086W WO 9738947 A1 WO9738947 A1 WO 9738947A1
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mass
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cement
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Nikolay Fedorovich Bashlykov
Sergey Alexeevich Zubehin
Valery Nicolaevich Serduk
Vicheslav Rovimovich Falikman
Boris Emmanuilovich Yudovetch
Alfonso Cadaval
Nagmet Suleimenov Gonzalez
Claudio Augusto Eberhardt
Jaime Moreno
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Low Water Binder
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    • 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
    • C04B7/527—Grinding ; After-treatment of ground cement obtaining cements characterised by fineness, e.g. by multi-modal particle size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00068—Mortar or concrete mixtures with an unusual water/cement ratio

Definitions

  • the present invention relates to cement compounds based on Portland cement clinker, which is characterized by high strength, reduced fragility and low water demand.
  • the closest thing to the present invention is the hydraulic cement that contains the Portland cement clinker, gypsum and dry modifier based on an organic substance of low water demand with a setting retarder (2).
  • Said hydraulic cement is obtained by means of the joint grinding of all dry components at a temperature within the mill less than 60 ° C.
  • This cement is characterized by a high initial resistance, but in the normative terms its resistance is not so high and the fragility corresponds to that of a current Portland cement (the relationship between the flexural strength and the compressive strength for this cement is approximately 13%).
  • hydraulic cement includes the Portland cement clinker, gypsum and low-demand organic substance in a mass ratio of (91-97): (2-7): (0,085-4, 00), respectively, taking into account that the Portland cement clinker is composed of three fractions of particles, joined with the organic substance of low water demand and having the following dimensions: fraction I - from 0.05 to 10.00 honey in an amount of 15.3 ... 34.3 percent of the mass; fraction II - from 10.01 to 30.00 microns in an amount of 37.2 .... 77.4 percent of the mass; fraction III - from 30.01 to 80.00 microns in an amount of 4.2 ...
  • the plaster contains a fraction of particles from 0.5 to 15.0 microns free of the organic substance of low water demand;
  • the organic substance of low water demand is present in the three indicated fractions of the clinker particles in the following quantities: in fraction I - 0.045 ... 1,700 percent of the mass, in fraction II - 0.02. ..2.10 percent of the mass and in fraction III - 0.01 ... 0.20 percent of the mass, and in addition, it is present in the form of a separate fraction of the particles with the dimensions of 0 , 3 ... 20.0 microns in an amount of 0.01 ...
  • the Portland cement clinker contains alite, belite, tricalcium aluminate and tetracalcium ferritealuminate in mass ratio: (45- 70): (0.1 ... 20.0): (0.5 ... 12.0): (4 ... 25), respectively.
  • the white clinker can be used as a Portland cement clinker.
  • composition of hydraulic cement can be used as plaster, gypsum stone (calcium sulfate dihydrate of natural or artificial origin) or natural anhydrite (calcium anhydrous sulfate of natural origin).
  • neutralized sulfomethyl melamine tar can be used, which has the following content of fractions in parts of the general content of the low-water organic substance: 0.01 ... 0.10 of the fraction with a numerical average of the molecular mass greater than 650 Dalton, 04 ... 0.6 of the fraction with a numerical average of the molecular mass of 350 ... 650 Dalton and 0.30 ... 0, 50 of the fraction with a numerical average of the molecular mass of 220 ... 349 Dalton.
  • the mixture of the indicated lignosulfonates can be used with the indicated polycondensation products of the sulfonated aromatic cyclic hydrocarbons or with the said sulfomethyl melamine tar in relation to a mass of 1: 1 to 1: 3, respectively.
  • the hydraulic cement apart from the other main components, can also contain an active mineral addition and / or a filler in the amount of 5 to 65% of the cement mass.
  • the hydraulic cement may contain as an active mineral addition the granulated blast furnace slag, natural puzzolanas of the trass group, volcanic ash or peat, and as filler, quartz sand, feldspar, limestone , marble or loess.
  • Hydraulic cement may contain the mixture of active mineral and filler additions in a ratio with respect to the mass of 0.2: 1 to 5: 1, respectively.
  • the hydraulic cement may additionally contain a solidification accelerator with a mass ratio of 1000: 1 to 100: 1, respectively.
  • a solidification accelerator it may contain sodium or calcium sulfate, sodium or potassium carbonate, triethanolamine or its salt.
  • the hydraulic cement must have a specific surface area of 4000 ... 7500 cm 2 / gr.
  • the hydraulic cement must have a normal paste consistency of 18.0 ... 21.5 percent.
  • the essence of the present invention consists in the following.
  • the proposed hydraulic cement contains the organic substance of low water demand in a higher relative quantity in those fractions that in the current Portland cements are characterized by a higher water demand, according to the size of the clinker particles.
  • the particles In the first moments, after mixing with the water and the subsequent onset of the hydration reaction, the particles begin to form a hydrated, polyhydroaluminate and calcium hydrosulfoaluminate polyhydric polyhydro group, which is one of the most fragile types of hydration products in the cement, especially the cement hydration products of the small fraction (less than 10 microns) and the middle fraction (10 ... 30 microns).
  • the organic substance of low demand for water in dry form is concentrated in and on the indicated fractions of clinker.
  • the tobermorite with the current general formula C 6 S 5 H 6 in the composition of the hydration products of the proposed hydraulic cement contains less water and has the composition that is expressed approximately by the formula C 6 S 5 H 4 , which which was determined through the results of the differential thermal analysis of the cement stone samples.
  • the hemosorption of the low-demand organic substance of water begins at the main, on the surface of the thin fraction I of clinker, since only on this surface appear the first active centers of calcium and oxygen with a high potential for hemosorption.
  • the maximum specific surface of the clinker particles of 3500 ... 3800 cm 2 / gr and with the content of the fine fraction I of the clinker particles approximately 20% and more of the cement mass, there is a 100 % probability of contact of each of these clinker particles with at least one of the surface points of fraction II under the action of the grinding bodies.
  • the uninterrupted process of friction, during reciprocal shocks, leads to the implosion of the low-demand organic substance of water retained by the surface at the bottom of the clinker particles of the fine fraction, due to the plastic deformation of the Clinker particle surface.
  • the plastic deformation zone occupies most of the outer surface of the clinker particles of the fine fraction I and the value of the contact voltage exceeds the limit voltage of the displacement (cut).
  • some particles of the middle fraction which first have an angular shape, melt thanks to the overcoming of the limited effort of displacement, and also "impious" inwardly the organic substance of low water demand.
  • the grinding load must be distributed in the mill chambers based on the need to have, on the one hand, the minimum amount of the grinding bodies according to the weight and, on the other hand, the rapid formation of the maximum amount of the particles of the thin fraction I of clinker, especially at the entrance of the first chamber of the tubular mill.
  • the necessary stable distribution of the organic substance of low water demand in the length of the mill and in the fractions of the clinker particles, is obtained by establishing a certain speed of movement of this light component along the mill. In case the length of one of the chambers is greater than 3 ...
  • the temperature of the binder in the milling process must not exceed 140 ... 160 ... oC, since, otherwise, the process of destruction of the molecules of the organic substance of low water demand is intensified, which leads to alterations in the necessary molecular mass distribution.
  • the main requirement of the grinding conditions is the intensification of the crushing process, precisely because of the surfaces of the clinker particles, so that during the At the beginning of the free movement of the particles of the organic substance of low water demand there is already a friction pair of particles of fine and medium fractions.
  • the process of hemosorption of the organic substance of low water demand begins in the first shredding action. From a technical point of view, this means that the specific surface of cement at the exit of the first chamber of the mill must be in the fingerboard of 2500 ...
  • Example 1 This example illustrates the obtaining of high indices by hydraulic cement, in which the fractions of the clinker component I-III are linked to the corresponding amount of the organic substance of low water demand.
  • the Portland and white clinkers were used in the experiments, whose chemical and mineralogical compositions are given in Table 1, gypsum dihydrate and the organic substance of low water demand based on the neutralized condensation products of sulfated naphthalene and formaldehyde.
  • the cement was prepared by joint grinding of all components in the laboratory mill. As grinding bodies, steel balls were used in the first chamber, and in the second chamber cast iron cylons. By varying the relationship between the cement mass, the mass of grinding bodies and the grinding time in each chamber, we obtained the cement samples with different granulometry and distribution of the organic substance of low water demand in the cement fractions. The results are given in Table 2.
  • the characteristics of the molecular distribution and mass of the molecules of the organic substance of low water demand in the cement are given in Table 3, and the resistance rates of mortars and concretes in Cement base obtained are given in Table 4.
  • Example 5 Samples of the hydraulic cements of the invention were obtained by the same technology as in the previous examples, but using new types of low-demand organic substances and mixtures, gypsum and mixtures of active mineral additives And the fillings.
  • the physicochemical characteristics of these cements are given in Table 11 and the resistance characteristics are given in Table 12. These characteristics demonstrate the solution of the technical task set (improvement of the corresponding indices compared to the prototype).

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Abstract

En su composición entran el clinker de cemento Portland, yeso y sustancia orgánica de baja demanda de agua. El clinker del cemento Portland está compuesto de tres fracciones de partículas unidas con sustancia orgánica de baja demanda de agua, de las que la primera fracción tiene unas dimensiones comprendidas 0,05 y 10 micras, la segunda entre 10 y 30 micras, y la tercera entre 30 y 80 micras, participando la primera fracción en una proporción comprendida entre el 15,3 y el 34,3 % de masa, la segunda en una cantidad comprendida entre el 37,2 y el 77,4 % y la tercera en una cantidad comprendida entre el 4,2 y el 19,6 % de la masa. Con esta tres fracciones de clinker de cemento Portland participa además clinker puro, con unas partículas de dimensiones mayores de 80 micras y en una proporción comprendida entre el 0,1 y 4,8 % de masa.

Description

CEMENTO HIDRÁULICO
D E S C R I P C I Ó N OBJETO DE LA INVENCIÓN
El presente invento se refiere a los compuestos de cemento en base a clinker de cemento Portland, que se caracteriza por una alta resistencia, reducida fragilidad y baja demanda de agua.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es conocida la introducción de la solución acuosa de superplastificante en el cemento hidráulico durante su molturación (1) en la cantidad de 0,6...1,0 por ciento de peso sobre la sustancia seca de superplastificante. Lamentablemente, el agua introducida conjuntamente con la solución de superplastificante empeora las condiciones de la molienda y los índices técnicos del cemento final.
Lo más parecido al presente invento es el cemento hidráulico que contiene el clinker de cemento Portland, yeso y modificante en seco en base a una sustancia orgánica de baja demanda de agua con un retardador de fraguado (2). Dicho cemento hidráulico se obtiene por medio de la molienda conjunta de todos los componentes en seco a una temperatura dentro del molino menor de 60ºC. Este cemento se caracteriza por una alta resistencia inicial, pero en los plazos normativos su resistencia no es tan alta y la fragilidad corresponde a la de un cemento Portland corriente (la relación entre la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión para este cemento es aproximadamente de 13%).
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo del presente invento es la posterior reducción de la demanda de agua del cemento hidráulico, el aumento de la resistencia y la reducción de la fragilidad del cemento y de los compuestos en los que constituye un elemento básico.
Para obtener el objetivo planificado, el cemento hidráulico incluye el clinker de cemento Portland, el yeso y la sustancia orgánica de baja demanda de agua en una relación de masa de (91-97) : (2-7) : (0,085-4,00), respectivamente, teniendo en cuenta que el clinker de cemento Portland está compuesto de tres fracciones de partículas, unidas con la sustancia orgánica de baja demanda de agua y que tienen las siguientes dimensiones: fracción I - de 0,05 hasta 10,00 mieras en una cantidad de 15,3...34,3 por ciento de la masa; fracción II - de 10,01 hasta 30,00 mieras en una cantidad de 37,2....77,4 por ciento de la masa; fracción III - de 30,01 hasta 80,00 mieras en una cantidad de 4,2...19,6 por ciento de masa y de una fracción IV de las partículas de clinker puro con una dimensión mayor de 80 mieras en una cantidad de 0,1...4,8 por ciento de la masa; el yeso contiene una fracción de partículas de 0,5 hasta 15,0 mieras libre de la sustancia orgánica de baja demanda de agua; la sustancia orgánica de baja demanda de agua está presente en las tres fracciones indicadas de las partículas de clinker en las siguientes cantidades: en la fracción I - 0,045...1,700 por ciento de la masa, en la fracción II - 0,02...2,10 por ciento de la masa y en la fracción III - 0,01...0,20 por ciento de la masa, y además, está presente en forma de una fracción separada de las partículas con las dimensiones de 0,3...20,0 mieras en una cantidad de 0,01...0,20 por ciento de la masa. El clinker de cemento Portland contiene alita, belita, aluminato tricálcico y ferritoaluminato tetracálcico en relación de masa: (45- 70) : (0,1...20,0) : (0,5...12,0) : (4...25), respectivamente.
En calidad de clinker de cemento Portland se puede usar el clinker blanco.
En la composición del cemento hidráulico se puede usar en calidad de yeso, la piedra de yeso, (sulfato de calcio dihidrato de origen natural o artificial)o anhidrita natural (sulfato anhidro de calcio de origen natural).
En calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua se pueden usar las sales solubles en agua de los productos de la policondensación de hidrocarburos aromáticos sulfonados y de formaldehida que tienen el siguiente contenido de fracciones en partes del contenido general de la sustancia orgánica de baja demanda de agua: 0,01...0,10 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular mayor de 2300 Dalton, 0,3...0,6 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular de 1200...2300 Dalton y 0,3...0,6 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular de 230...1199 Dalton. En calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua se puede usar el alquitrán melamínico sulfometílico neutralizado, que tiene el siguiente contenido de fracciones en partes del contenido general de la sustancia orgánica de baja demanda de agua: 0,01...0,10 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular mayor de 650 Dalton, 04...0,6 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular de 350...650 Dalton y 0,30...0,50 de la fracción con un promedio numérico de la masa molecular de 220...349 Dalton.
Además, en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua, se pueden usar los lignosulfonatos técnicos o modificados en forma de sales alcalinas o alcalino-térreas, que tienen un promedio numérico de la masa molecular de 19000...25000 Dalton.
También, en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua se puede usar la mezcla de los lignosulfonatos indicados con los productos indicados de policondensación de los hidrocarburos cíclicos aromáticos sulfonados o con el mencionado alquitrán melamínico sulfometílico en relación a una masa de 1:1 hasta 1:3, respectivamente.
El cemento hidráulico, aparte de los demás componentes principales, puede contener además una adición mineral activa y/o un relleno en cantidad de un 5 hasta 65% de la masa de cemento.
En la composición indicada, el cemento hidráulico puede contener en calidad de adición mineral activa la escoria granulada de alto horno, puzzolanas naturales del grupo trass, ceniza volcánica o turba, y en calidad de relleno, la arena de cuarzo, la de feldespato, caliza, mármol o loess.
El cemento hidráulico puede contener la mezcla de las adiciones activas minerales y rellenos en una relación con respecto a la masa de 0,2:1 hasta 5:1, respectivamente.
El cemento hidráulico puede contener adicionalmente un acelerante de solidificación con una relación de masa de 1000:1 hasta 100:1, respectivamente. En calidad de acelerante de solidificación puede contener el sulfato de sodio o calió, carbonato de sodio o potasio, trietanolamina o su sal. El cemento hidráulico ha de tener una superficie específica de 4000...7500 cm2/gr .
El cemento hidráulico ha de tener una consistencia normal de la pasta de un 18,0...21,5 por ciento.
La esencia del presente invento consiste en lo siguiente. El cemento hidráulico propuesto contiene la sustancia orgánica de baja demanda de agua en una cantidad relativa más alta en aquellas fracciones que en los cementos Portland corrientes se caracterizan por una demanda de agua más alta, según la dimensión de las partículas de clinker. En los primeros instantes, después de mezclarse con el agua y del posterior inicio de la reacción de hidratación, las partículas comienzan a formar un conjunto polihidro cristálico hidratadohidroaluminato e hidrosulfoaluminato de calcio, que es uno de los tipos más frágiles de los productos de hidratación del cemento, sobre todo de los productos de hidratación de cemento de la fracción pequeña (menor de 10 mieras) y de la fracción media (10...30 mieras). En la composición de dicho cemento la sustancia orgánica de baja demanda de agua en forma seca se concentra en y sobre las fracciones indicadas de clinker. La presencia de la sustancia de baja demanda de agua en cantidades elevadas, precisamente allí donde es necesaria para bajar la demanda de agua y fragilidad desde el inicio de la formación de los productos de hidratación, excluye la participación de los procesos de difusión , y unido a ello, el factor de tiempo, al controlar la cantidad necesaria de agua de mezcla en la preparación de la pasta fresca, el mortero y el hormigón de cualquier consistencia. Eso lleva a la disminución de la demanda de agua en la composición de los materiales mencionados en mayor escala que introduciendo la misma cantidad de solución acuosa de la sustancia orgánica de baja demanda de agua en la pasta, mortero y hormigón. También se puede suponer, que la sustancia orgánica de baja demanda de agua en forma seca dentro de la composición del cemento hidráulico, según el presente invento, está presente en mayor escala en forma de un conjunto de hemosorbción, o sea una unión química superficial con los minerales de clinker, en primer lugar con alita y alumoferrita tetracálcica.
A favor de la existencia del conjunto de hemosorbción, se adjuntan los resultados obtenidos durante los ensayos infrarrojos - espectroscópicos. Este conjunto, inmediatamente después de la mezcla con el agua, forma parte en la creación de las estructuras de las uniones hidratadas de cemento, que se caracterizan por una alta resistencia y reducida fragilidad. Las investigaciones del proceso de hidratación de cemento del presente invento demuestran que el agua de mezcla se utiliza aquí con más efectividad que en los cementos Portland corrientes.
Cada molécula de agua crea un 25-40% más de nuevas formaciones hidratadas en la estructura de la piedra del conglomerante que se forma. Asl, la tobermorita con la fórmula general corriente C6S5H6, en la composición de los productos de hidratación del cemento hidráulico propuesto contiene menos agua y tiene la composición que se expresa aproximadamente por la fórmula C6S5H4, lo que fue determinado a través de los resultados del análisis térmico diferencial de las muestras de la piedra de cemento.
Conforme a los datos de la investigación de las muestras del cemento hidráulico, tomadas durante el proceso de la molienda a lo largo del cuerpo del molino, la hemosorbción de la sustancia orgánica de baja demanda de agua comienza por lo principal, en la superficie de la fracción fina I de clinker, ya que solamente en esta superficie aparecen los primeros centros activos de calcio y oxígeno con un alto potencial de hemosorbción. Con la superficie específica máxima de las partículas de clinker de 3500...3800 cm2/gr y con el contenido de la fracción fina I de las partículas de clinker aproximadamente de un 20% y más de la masa de cemento, existe un 100% de probabilidad de contacto de cada una de estas partículas de clinker con, por lo menos, uno de los puntos superficiales de la fracción II bajo la acción de los cuerpos moledores. De esta manera, se crean unos pares de fricción compuestos por las partículas de las fracciones fina y media, además, cada partícula de la fracción media participa simultáneamente en varios pares de fricción con las partículas de la fracción fina. En las zonas de contacto de los pares indicados de fricción, en el momento del golpe recíproco con los cuerpos moledores comienza la reacción de la sustancia orgánica de baja demanda de agua con las áreas calcicas y de oxigeno de la superficie de las partículas de clinker, o sea: sulfato-ión y grupos hidróxilicos de la sustancia de baja demanda de agua con calcio-ión en la superficie de las partículas de clinker, uniones hidrogenas de macromoléculas orgánicas con los iones de calcio y oxígeno en la superficie de las partículas de clinker. El proceso descrito lleva a la creación del conjunto de hemosorbción. Además, el proceso ininterrumpido de fricción, durante los choques reciprocos, lleva a la implosión de la sustancia orgánica de baja demanda de agua retenida por la superficie en el fondo de las partículas de clinker de la fracción fina, debido a la deformación plástica de la superficie de las partículas de clinker. La zona de la deformación plástica ocupa la mayor parte de la superficie externa de las partículas de clinker de la fracción fina I y el valor de la tensión de contacto supera la tensión límite del desplazamiento (corte). Simultáneamente, algunas partículas de la fracción media, que tienen en primer lugar una forma angular, se funden gracias a la superación en ellas del esfuerzo límite de desplazamiento, y también "impíosionando" hacia dentro la sustancia orgánica de baja demanda de agua. Esto también lleva a la disminución de la demanda de agua en el cemento, ya que precisamente las partículas angulares, en primer lugar, son responsables del aumento de la relación agua-cemento. Es evidente, que es suficiente crear las condiciones determinadas del desmenuzamiento conjunto en el molino para obtener la distribución estable exigida de la sustancia orgánica de baja demanda de agua en la composición del cemento hidráulico precisamente en aquellas áreas, donde es necesaria - en las zonas de la superficie de las partículas de clinker con el máximo potencial de hemosorbción y adsorción que necesitan la cantidad máxima del agua de mezcla.
Existe una cantidad máxima de sustancia orgánica de baja demanda de agua que se puede introducir al cemento hidráulico. Esta cantidad corresponde a la potencia de sorbción de clinker con un valor dado de la superficie específica de desmenuzamiento. Si la sustancia de baja demanda de agua se encuentra en exceso con relación a este valor, se queda en forma libre en el cemento final. Al mezclar el cemento con el agua de mezcla , la libre sustancia orgánica de baja demanda de agua se diluye más rápido y obstaculiza la disolución del conjunto de hemosorbción, retardando, de esta manera, los procesos de hidratación, de formación de estructuras y solidificación de cemento, lo que lleva, al final, a la disminución de la resistencia del cemento. El efecto descrito se refleja en menor escala si se vuelve a desmenuzar el cemento, cuando en el proceso del siguiente desmenuzamiento de las partículas de la fracción fina de clinker la sustancia de baja demanda de agua se libera directamente en el molino. Los experimentos demuestran que las particulas de la fracción fina en la última etapa de la molienda evitan casi por completo los choques con los cuerpos moledores y por esto la liberación de la sustancia de baja demanda de agua, según el mecanismo descrito, casi no tiene lugar. Con los parámetros del proceso de la molienda, correctamente elegidos, la cantidad de libre sustancia orgánica de baja demanda de agua no debe superar el 0,2% de la masa de cemento, lo que asegura una alta velocidad inicial de solidificación del cemento. El régimen mecánico del funcionamiento del molino es muy importante para la ejecución del presente invento. La carga moledora debe distribuirse en las cámaras del molino partiendo de la necesidad de tener, por una parte, la cantidad mínima de los cuerpos moledores de acuerdo con el peso y, por otra parte, la rápida formación de la cantidad máxima de las partículas de la fracción fina I de clinker, sobre todo en la entrada de la primera cámara del molino tubular. La distribución necesaria estable de la sustancia orgánica de baja demanda de agua en la longitud del molino y en las fracciones de las partículas de clinker, se obtiene por medio del establecimiento de una velocidad determinada de movimiento de este componente ligero a lo largo del molino. En caso de que la longitud de una de las cámaras sea mayor de 3...4 metros, la longitud del movimiento libre de las partículas de la sustancia orgánica de baja demanda de agua, después de los choques recíprocos con los cuerpos moledores, crece demasiado rápido y surge una "ola" de las partículas de la sustancia de baja demanda de agua y resulta imposible obtener la distribución exigida en las partículas de clinker. Por esto, el área del movimiento libre , a través de los tabiques entre las cámaras del molino tubular debe ser reducido en comparación con una molienda de un cemento Portland corriente. La temperatura del conglomerante en el proceso de la molienda no debe superar los 140...160...ºC, ya que, en caso contrario, se intensifica el proceso de destrucción de las moléculas de la sustancia orgánica de baja demanda de agua, lo que lleva a alteraciones en la distribución de masa molecular necesaria.
Como indican las investigaciones realizadas del proceso de obtención del cemento hidráulico conforme al presente invento, la exigencia principal a las condiciones de la molienda consiste en la intensificación del proceso de desmenuzamiento, precisamente por las superficies de las partículas de clinker, de manera que durante el inicio del movimiento libre de las partículas de la sustancia orgánica de baja demanda de agua ya exista un par de fricción de partículas de fracciones fina y media. En este caso, el proceso de hemosorbción de la sustancia orgánica de baja demanda de agua comienza en la primera acción desmenuzante. Desde el punto de vista técnico, esto significa que la superficie específica de cemento a la salida de la primera cámara del molino debe estar en el diapasón de 2500... 2800 cm2/qr, y la cantidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua en esta sección del molino no debe sobrepasar el 1.3 mm3 sobre 1 cm2 de la superficie de las partículas de clinker. Si no se cumple esta condición, en el cemento final se queda una cantidad considerable de libre sustancia orgánica de baja demanda de agua y la calidad de cemento, y en primer lugar su resistencia inicial y la fragilidad, empeora. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN La esencia del invento se pone de manifiesto al analizar los ejemplos concretos de su realización que se dan a continuación. Ejemplo 1. Este ejemplo ilustra la obtención de altos índices por el cemento hidráulico, en el cual las fracciones del componente de clinker I-III están unidos con la cantidad correspondiente de la sustancia orgánica de baja demanda de agua. En los experimentos se utilizaron los clinkers Portland y blanco, cuyas composiciones químicas y mineralógicas se dan en la Tabla 1, yeso dihidrato y la sustancia orgánica de baja demanda de agua en base a los productos neutralizados de la condensación de naftaleno sulfatado y formaldehído. El cemento se preparó por medio de la molienda conjunta de todos los componentes en el molino del laboratorio. Como cuerpos moledores se utilizaron bolas de acero en la primera cámara, y en la segunda cámara cilpebs de hierro fundido. Variando la relación entre la masa de cemento, la masa de cuerpos moledores y el tiempo de molienda en cada cámara obtuvimos las muestras de cemento con diferente granulometría y distribución de la sustancia orgánica de baja demanda de agua en las fracciones de cemento. Los resultados se dan en la Tabla 2. Las características de la distribución molecular y masa de las moléculas de la sustancia orgánica de baja demanda de agua en el cemento se dan en la Tabla 3, y los índices de resistencia de los morteros y hormigones en base al cemento obtenido se dan en la Tabla 4.
Los resultados, dados en la Tabla 4, ponen de manifiesto convincentemente la alta resistencia y fragilidad reducida de los morteros y hormigones, preparados con la utilización del cemento hidráulico de dicho invento. Los altos índices se obtienen por cuenta de una baja demanda de agua del compuesto de cemento y cambios en la cinética de su hidratación y en la composición de productos de hidratación arriba comentados. La comparación con las composiciones de morteros y hormigones-patrón indican que su (composición- patrón) demanda de agua es mayor en un 20...25%, la resistencia a la compresión es menor en un 40...50%, y la fragilidad es mayor en un 25...35%. Ejemplo 2. Por la misma metodología preparamos las muestras de conglomerantes en cuya composición se utilizaron diferentes tipos de yeso y reguladores de aceleración de solidificación de cemento. Además, se utilizaron las muestras de la sustancia orgánica de baja demanda de agua con distinta distribución molecular de masa. La composición de conglomerantes y sus principales características físico-químicas se dan en las Tablas 5 y 6 así como los resultados de ensayos de las características del conglomerante.
Los datos en la Tabla 6 también muestran una baja demanda de agua, alta resistencia y fragilidad reducida de los morteros y hormigones hechos con la utilización de conglomerantes del invento. Las muestras-patrón del hormigón del cemento hidráulico corriente, hechas con los mismos clinkers, dieron los siguientes resultados: el cemento tipo 2 (N3 por la Tabla 1) -A/C = 0, 42; asentamiento del cono = 18 cm; R compresión = 60,0 Mpa; Rcompresión/R flexión = 10:1; cemento blanco - A/C = 0, 34; asentamiento del cono = 4 cm; R compresión = 42 Mpa; R compresión/R flexión = 11:1. La comparación de los índices de los hormigones del invento y de las composiciones-patrón demuestra las ventajas considerables del nuevo cemento hidráulico. Ejemplo 3. También demostramos que en la composición del cemento del presente invento se pueden introducir distintas adiciones activas minerales y/o rellenos como en un cemento Portland corriente. Las características físico-químicas de los conglomerantes obtenidos (la metodología corresponde al Ejemplo 1) se dan en la Tabla 7, las características de resistencia de los morteros y hormigones en su base se dan en la Tabla 8. Todas las composiciones tienen altas características de resistencia (superan las composiciones-patrón en más de un 20%) y la fragilidad reducida (mayor de un 15% en comparación con las composiciones-patrón). Ejemplo 4. Para la obtención de los cementos hidráulicos del invento se puede utilizar, en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua, los lignosulfonatos técnicos, que tienen la masa molecular en el diapasón de 190000...25000 Dalton, lo que testimonia convincentemente los resultados de las Tablas 9,10.
Ejemplo 5. Fueron obtenidas las muestras de los cementos hidráulicos del invento por la misma tecnología que en los ejemplos anteriores, pero utilizando nuevos tipos de las sustancias orgánicas de baja demanda de agua y en sus mezclas, yesos y las mezclas de los aditivos minerales activos y los rellenos. Las características físico-químicas de estos cementos se dan en la Tabla 11 y las características de resistencia se dan en la Tabla 12. Estas características demuestran la solución de la tarea técnica puesta (mejoramiento de los índices correspondientes en comparación con el prototipo).
De esta manera, los ejemplos dados de la realización del invento confirman convincentemente la utilidad de su aplicación en la práctica. No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.
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Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1a.- Cemento hidráulico, en cuya composición entran el clinker de cemento Portland, yeso y sustancia orgánica de baja demanda de agua en relación a la masa (91 - 97) : (2 - 7) : (0,085 - 4,00) , respectivamente, caracterizado porque el clinker del cemento Portland está compuesto de tres fracciones de partículas unidas con la sustancia orgánica de baja demanda de agua, y que tienen las siguientes dimensiones: la fracción I - de 0,05 hasta 10,00 mieras en cantidad de un 15, 3...34,3 por ciento de masa, la fracción II - de 10,01 hasta 30,00 mieras en una cantidad de un 37,2...77,4 por ciento de masa, la fracción III - de 30,01 hasta 80,00 mieras en cantidad de un 4,2...19,6 por ciento de masa y una fracción IV de las partículas de puro clinker con unas dimensiones mayores a 80 mieras en cantidad de un 0,1...4,8 por ciento de masa; el yeso contiene una fracción de partículas de 0,5 hasta 15,0 mieras libre de la sustancia orgánica de baja demanda de agua; y la sustancia orgánica de baja demanda de agua se contiene en las tres fracciones indicadas de las partículas de clinker en las siguientes cantidades: en la fracción I - de un 0,045...1,700 por ciento de masa, en la fracción II - de un 0,02...2,10 por ciento de masa y en la fracción III - de un 0,01...0,20 por ciento de masa, además se contiene en forma de una fracción separada de partículas con dimensiones de 0,3...20,0 mieras en cantidad de un 0,01...0,20 por ciento de masa.
2 a.- Cemento hidráulico, según la reivindicación
1a, caracterizado porque el clinker de cemento Portland contiene alita, belita, aluminato tricálcico y alumoferrita tetracálcico en relación a la masa:
(45:70) : (0,1...20,0) : (0,5...12,0) : (4...25) , respectivamente.
3a.- Cemento hidráulico, según la reivindicación 1a, caracterizado porque en calidad del clinker de cemento Portland se utiliza el clinker blanco.
4a.- Cemento hidráulico, según la reivindicación
1a , caracterizado porque en calidad de yeso utilizan la piedra de yeso, sulfato bihidro de calcio de origen natural o artificial, anhídrida natural, sulfato anhidro de calcio de origen artificial.
5a.- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a-4a , caracterizado porque en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua utilizan las sales solubles en agua de los productos de policondensación de hidrocarburos aromáticos sulfatados y formaldehida, que tienen el siguiente contenido de fracciones en partes del contenido general de la sustancia orgánica de baja demanda de agua: 0,01...0,10 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular mayor de 2300 Dalton, 0,3...0,6 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular de 1200...2300 Dalton y 0,3...0,6 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular de 230...1199 Dalton.
6a.- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a-4a , caracterizado porque en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua utilizan el alquitrán melamínico sulfometílico neutralizado que tiene el siguiente contenido de fracciones en partes del contenido general de la sustancia orgánica de baja demanda de agua: 0,01...0,10 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular mayor de 650 Dalton, 0,4...0, 6 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular de 350...650 Dalton y 0,30...0,50 de la fracción con un promedio numérico de masa molecular de
220 . . . 349 Dalton .
7a.- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -4a , caracterizado porque en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua utilizan los lignosulfonatos técnicos o modificados en forma de sales alcalinas o alcalino-terreos que tienen un promedio numérico de masa molecular de 19000-25000 Dalton. 8a .- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -4a , caracterizado porque en calidad de sustancia orgánica de baja demanda de agua utilizan la mezcla de los lignosulfonatos mencionados con los productos indicados de la policondensación de hidrocarburos aromáticos sulfatados cíclicos o con el indicado alquitrán melamínico sulfometílico en relación de masa de 1:1 hasta 1:3, respectivamente.
9a .- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -8a , caracterizado porque contiene adicionalmente una adición mineral activa y/o relleno en cantidad de un 5 hasta 65% de la masa de cemento.
1oa .- Cemento hidráulico, según la reivindación 9a, caracterizado porque contiene en calidad de adición mineral activa la escoria granulada de alto horno, cenizas volantes, puzzolanas naturales del grupo trass, ceniza volcánica o turba, y en calidad de relleno contiene arena de cuarzo o de feldespato, caliza, mármol o loess.
11a .- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 9a-ioa, caracterizado porque contiene la mezcla de las indicadas adiciones minerales activas y rellenos en relación a masa de 0,2:1 hasta 5:1, respectivamente. 12a Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -11a , caracterizado porque contiene adicionalmente un acelerante de solidificación en relación a la masa de 1000:1 hasta 100:1, respectivamente.
13a .- Cemento hidráulico, según la reivindicación
12a , caracterizado porque contiene en calidad de acelerante de solidificación el sulfato de sodio
o de potasio, carbonato de sodio o de potasio, trietanolamina o su sal.
14a .- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -13a , caracterizado porque tiene la superficie especifica de 4000...7500 cm2 /gr.
15a .- Cemento hidráulico, según las reivindicaciones 1a -14a , caracterizado porque tiene la consistencia normal de la pasta con un contenido de agua de un 18,0...21,5% de la masa.
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