Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве портландцемента с использованием минеральных добавок.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патента RU 2288899, который содержит портландцементного клинкера, двуводного гипса и дунита. В составе дунитового цемента входят, мас.%: дунит 30-40, портландцементный клинкер 60-70, двуводный гипс 3 от массы смеси дунита и клинкера при их совместном помоле в стержневой вибрационной установке в течение 10 минут. Эти вяжущие отличаются от предлагаемого изобретения тем, что в качестве добавки используют магнийсиликатную породу-дунит и для его помола нужно вибрационной установки.
Цель изобретения является получение новых, готовых к использованию видов цементов с минеральной добавкой - Фан-Ягнобского глиежа, обладающих повышенной прочностью и низкой себестоимостью.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый цемент, с природной минеральной добавкой включающий портландцемент и природная минеральная добавка Фан-Ягнобского глиежа со следующим химическим составом, в %:
SiO2 - 62,52
Al2O3 - 25,0
Fe2O3 - 5,6
CaO - 1,4
MgO - 1,41
SО3 - 1,32
при следующем соотношении компонентов, мас.%
портландцемент - 60-80
природный Фан-Ягнобский глиеж - 20-40.
Согласно техническому решению цементный клинкер измельчается согласно технологическим схемам завода с добавкой гипса и Фан-Ягнобского глиежа без дополнительных переработок и оборудований.
Кроме этого, Фан-Ягнобского глиежа можно использовать при приготовления бетона на бетонных заводах или узлах. Но здесь необходимо предварительно Фан-Ягнобского глиежа измельчать на вальцовых, шаровых или цилиндрических мельницах и добавить Фан-Ягнобского глиежа в процентных отношениях в зависимости от химического состава клинкера (если цемент другого завода).
Предлагаемое изобретение позволит получить нового цемента для гидротехнических и ирригационных сооружений, так как настоящее время в Таджикистане не производят такие цементы. Используемые Фан-Ягнобского глиежа придающий портландцементу ряд ценных свойств, которые имеют важное значение при применении его в гидротехнических и ирригационных сооружениях, а именно улучшают удобно обрабатываемость, понижают теплоту гидратации, термическую усадку, понижают водопроницаемость, повышает стойкость против действия сульфатных вод, улучшают пластичность, ослабляют реакцию между щелочами и заполнителями, уменьшают склонность к расслаиванию и выщелачиванию.
Цемент, полученный с Фан-Ягнобского глиежа добавки при затворенные его водой в первые периоды схватывания и твердения в нём в основном происходит те же процессы, что и в чистом клинкерном цементе, а скорость гидратации будет несколько иной. Наличие в твёрдом продукте большого количества (20-40%) мельчайших частиц Фан-Ягнобской добавки ведёт к тому, что клинкерные частицы реагируют с водой быстрее чистого клинкера. Ускоряющие действия Фан-Ягнобской добавки объясняется тем, что частицы добавки, располагаясь между отдельными зёрнами клинкера, разъединяют их друг о друга и этим облегчают доступ воды к ним. Кроме того Фан-Ягнобская добавка, вступая в химическое взаимодействие с гидратом окиса кальция, выводит его из сферы реакции и ускоряет гидролитическую диссоциацию C3 S. При твердении цемента полученного с Фан- Ягнобского глиежа, активные вещества этой добавки вступают в химическое взаимодействие с продуктом гидратации цементного клинкера, с гидратом окиси кальция. В результате, свободная известь в цементе полученная из Фан-Ягнобского глиежа полностью связана, поэтому внещелачиваемость уменьшается и цемент приобретает достаточную сульфатостойкость. Однако высокой сульфатостойкостью обладают не все сульфатостойкие цементы. Это зависит от следующих факторов: активности добавки и отношения активного кремнезёма к активному глинозёму; минералогического состава клинкера и соотношения между гидравлической добавкой, и клинкером. Установлено, что сульфатостойкость цемента будет выше: чем больше активного кремнезёма и чем меньше активного глинозёма содержится в минеральной добавке: чем больше относительное содержание добавки в готовом продукте и чем меньше содержит клинкер трёхкальциевого силиката, и в особенности трёхкольцевого алюмината. При нарастании механической прочности в твердеющем портландцементе вызывает в первый период образованием кристаллических сростков гидрата окиси кальция, а в последующие периоды очень медленным уплотнением водного однокальциевого силиката. Введением в портландцемент Фан- Ягнобского глиежа препятствуют образования кристаллических сростков извести, так как последняя будет соединяться с кремнекислотой добавки. Это отражается на нарастании механической прочности цемента и в первые сроки твердения понижается величина временного сопротивления. Получающие при гидратации портландцемента свободная известь, соединяясь с кремнекислотой добавки образует водный однокольцевый силикат. Количество последнего в цементном растворе возрастает, а в месте с ним возрастает и механическая прочность раствора, вследствие процесса уплотнения этого соединения. Этим объясняется высокая конечная механическая прочность цемента с добавкой Фан-Ягнобского глиежа.
Весьма важным является применения предлагаемого технического решения, для повышения объемов производства цемента без выброса углекислого газа в атмосферу.
Одновременно увеличивая объемы производства в 1,5 раза с сохранением его высокой гидравлической активности. В соответствии с известным Киотским протоколом проблема снижения выбросов углекислого газа в атмосферу связана с глобальным потеплением и другими нежелательными климатическими явлениями, Цементная промышленность в этом плане является одной из наиболее мощных, так как при ежегодном выпуске 1 миллион тонн цемента в атмосферу ежегодно выбрасывается около 44% массы СО2 от разложения известняка главного сырьевого компонента для производства цемента, составляющего обычно 70-75мас.% сырьевой смеси. При сегодняшнем объеме выпуска цемента 1 млн.тонн в атмосферу ежегодно при обжиге клинкера Душанбинский цементный завод выбрасывает около 0,4 млн.тонн СО2 так, введение 50мас.% Фан-Ягнобский добавок в портландцемент по предлагаемому решению позволяет снизить выбросы СО2 в два раза.
Пример №1
Характеристика влияния добавки глиежа Фан-Ягнобского месторождения на физико-механические свойства пуццолановых цементов представлены в таблицах 1 и 2.
