RU2255915C1 - Binding agent for laying solutions - Google Patents
Binding agent for laying solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255915C1 RU2255915C1 RU2003136973/03A RU2003136973A RU2255915C1 RU 2255915 C1 RU2255915 C1 RU 2255915C1 RU 2003136973/03 A RU2003136973/03 A RU 2003136973/03A RU 2003136973 A RU2003136973 A RU 2003136973A RU 2255915 C1 RU2255915 C1 RU 2255915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zeolite
- brucite
- gypsum
- mineral
- binder
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 25
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 32
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 8
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 10
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 22
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 19
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 13
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 12
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 12
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 12
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 zeolite aluminates Chemical class 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000005588 carbonic acid salt group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005335 volcanic glass Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов для наружных кирпичных стен жилых зданий и гражданских сооружений.The invention relates to the field of building materials for exterior brick walls of residential buildings and civil structures.
При эксплуатации жилых зданий и гражданских сооружений существует проблема уменьшения теплопроводности стен. Одно из направлений уменьшения теплопроводности стен заключается в снижении водосодержания вяжущего для кладочного раствора за счет введения в него осушающих минеральных добавок.When operating residential buildings and civil structures, there is a problem of reducing the thermal conductivity of the walls. One of the ways to reduce the thermal conductivity of the walls is to reduce the water content of the binder for the masonry mortar by introducing drying mineral additives into it.
Известно вяжущее для кладочного раствора, которое в своем составе содержит портланцементный клинкер, минеральную добавку и гипс [1]. Портланцементный клинкер является основной составляющей вяжущего и состоит из силикатов, алюминатов, алюмоферритов кальция. Гипс, химический состав которого представляет собой двуводный сульфат кальция (СаSO4)· 2Н2O, обеспечивает регулирование сроков схватывания цементного теста.Known astringent for masonry mortar, which in its composition contains Portlane cement clinker, mineral additive and gypsum [1]. Portland cement clinker is the main component of the binder and consists of silicates, aluminates, calcium aluminoferrites. Gypsum, the chemical composition of which is two-water calcium sulfate (CaSO 4 ) · 2H 2 O, provides for the regulation of the setting time of the cement paste.
Минеральная добавка включает известь, в химическом составе которой содержится до 60% гидрата окиси кальция Са(ОН)3, и гранулированный доменный шлак, в химическом составе которого содержится до 80% окиси кремния SiO2. Вяжущее имеет следующий состав, маc.%:The mineral additive includes lime, the chemical composition of which contains up to 60% calcium hydroxide Ca (OH) 3 , and granular blast furnace slag, the chemical composition of which contains up to 80% silicon oxide SiO 2 . The binder has the following composition, wt.%:
портландцемент 42portland cement 42
известь 42lime 42
гранулированный доменный шлак 13granulated blast furnace slag 13
гипс 3gypsum 3
Наличие большего содержания извести обеспечивает при взаимодействии с окисью кремния SiO2 доменного шлака, а также с алюминатами и алюмоферритами клинкера образование кристаллов карбоалюмината кальция 3СаО· Аl2О3· СаСО3· 11H2O. Одновременно при взаимодействии извести с другими минералами клинкера образуются кристаллы низкоосновных силикатов, гидросиликатов, гидроалюминатов Са, которые в совокупности с вышеуказанными кристаллами уплотняют цементный камень, что приводит к повышению его прочности.The presence of a higher lime content ensures that, when interacting with silicon oxide SiO 2, blast furnace slag, as well as with clinker aluminates and aluminoferrites, the formation of crystals of calcium carboaluminate 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O. Crystals are formed simultaneously with the interaction of lime with other clinker minerals low basic silicates, hydrosilicates, Ca hydroaluminates, which together with the above crystals compact the cement stone, which leads to an increase in its strength.
Так как при строительстве кристаллов карбоалюмината кальция 3СаО· Аl2O3· СаСО3· 11H2О свободная вода раствора переходит в связанную, то в конечном итоге это приводит к осушению раствора.Since during the construction of crystals of calcium carboaluminate 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O, the free water of the solution passes into the bound water, this ultimately leads to the drainage of the solution.
Однако водосодержание раствора остается высоким. Во-первых, для обеспечения прочностных характеристик раствора для его гидратации требуется большее количество свободной воды, чем для связывания свободной воды при образовании кристаллов карбоалюмината кальция 3СаО· Аl2O3· СаСО3· 11H2O. Во-вторых, наличие в вяжущем гранулированного доменного шлака требует повышенного расхода воды в растворе. Вышеуказанные факторы приводят к тому, что водосодержание раствора остается высоким.However, the water content of the solution remains high. First, to ensure the strength characteristics of the solution, a greater amount of free water is required for its hydration than for the binding of free water during the formation of crystals of calcium carboaluminate 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O. Secondly, the presence of granular binder blast furnace slag requires an increased consumption of water in the solution. The above factors lead to the fact that the water content of the solution remains high.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, содержащее портланцементный клинкер, минеральную добавку и гипс [2].The closest in technical essence and the achieved result is a binder containing Portlane cement clinker, mineral additive and gypsum [2].
Портланцементный клинкер - цемент, который является основной составляющей вяжущего и состоит из силикатов, алюминатов, алюмоферррита кальция. Гипс, химический состав которого представляет собой двуводный сульфат кальция (СаSO4)· 2Н2О, обеспечивает регулирование сроков схватывания цементного теста.Portland cement clinker - cement, which is the main component of the binder and consists of silicates, aluminates, calcium aluminoferrite. Gypsum, the chemical composition of which is two-water calcium sulfate (CaSO 4 ) · 2H 2 O, provides for the regulation of the setting time of the cement paste.
Минеральная добавка включает кремнезем, пластификатор и адсорбент. В качестве кремнеземсодержащего вещества использован молотый кварц, в химическом составе которого содержится 96% оксида кремния SiO2. В качестве адсорбента использован цеолит, а именно шабазит и клиноптиллолит, в химическом составе которого содержится до 70% оксида кремния SiO2. В качестве пластификатора использован известняк, в химический состав которого входят до 50% оксида кальция СаО. Вяжущее имеет следующий состав, маc.%:The mineral additive includes silica, a plasticizer and an adsorbent. Ground silica was used as a silica-containing substance, the chemical composition of which contains 96% silicon oxide SiO 2 . Zeolite, namely chabazite and clinoptillolite, the chemical composition of which contains up to 70% silicon oxide SiO 2, is used as an adsorbent. As a plasticizer, limestone was used, the chemical composition of which includes up to 50% calcium oxide CaO. The binder has the following composition, wt.%:
гипс 3-7gypsum 3-7
минеральная добавка (молотыйmineral additive (ground
кварц, цеолит, известняк) 5-15quartz, zeolite, limestone) 5-15
портландцементный клинкер остальноеportland cement clinker rest
Наличие большого содержания оксидов Si и Al создает условия для оптимального насыщения ими жидкой фазы твердеющего теста. Эти условия обусловлены разрушением кристаллических решеток минералов и их перекристаллизацией с образованием низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов, что приводит к возрастанию активных центров кристаллизации и способствует повышению прочности цементного камня.The presence of a high content of Si and Al oxides creates the conditions for their optimal saturation of the liquid phase of the hardening dough. These conditions are due to the destruction of the crystal lattices of minerals and their recrystallization with the formation of low-basic hydrosilicates and hydroaluminates, which leads to an increase in the active centers of crystallization and increases the strength of cement stone.
Образование низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов за счет вносимых кремнеземов и цементных минералов приводит к поддержанию низкой концентрации оксида кальция СаО. Это способствует процессу кристаллизации гидросульфоалюмината кальция 3СаО· AL2O3· 3СаСO4· 31Н2O. При строительстве кристаллов гидросульфоалюмината кальция 3СаО· Аl2O3· 3СаСO4· 31Н2О свободная вода раствора переходит в связанную, что приводит к осушению раствора.The formation of low basic hydrosilicates and hydroaluminates due to the addition of silicas and cement minerals leads to the maintenance of a low concentration of calcium oxide CaO. This contributes to the crystallization process of calcium hydrosulfoaluminate 3СаО · AL 2 O 3 · 3СаСО 4 · 31Н 2 O. During the construction of crystals of calcium hydrosulfoaluminate 3СаО · Аl 2 O 3 · 3СаСО 4 · 31Н 2 О, the free water of the solution becomes bound, which leads to drainage of the solution .
Однако большое содержание в вяжущем клинкерных минералов требует повышенного количества свободной воды на гидратацию. Длительный процесс гидратации обуславливает значительное содержание воды в цементном камне, при этом его эксплуатационная влажность остается достаточно высокой, что отрицательно влияет на теплопроводность цементного камня.However, the high content of clinker minerals in the binder requires an increased amount of free water for hydration. A long hydration process causes a significant water content in the cement stone, while its operational humidity remains high enough, which negatively affects the thermal conductivity of the cement stone.
При этом введение минеральной добавки в достаточном для осушения количестве приводит к снижению клинкерных минералов. Известно, что высокая прочность цементного камня объясняется большим содержанием в вяжущем портландцементного клинкера, которое может доходить до 90%. Количественное уменьшение портландцементного клинкера в растворе приводит к снижению прочности цементного камня. Это обусловлено тем, что уменьшение активных минералов, образующих силикаты и алюминаты Са, приводит к образованию инертных составляющих за счет недоиспользования оксидов Si и Al в процессе гидратации цемента. Наличие инертных составляющих и приводит к уменьшению прочности цементного камня.At the same time, the introduction of a mineral additive in an amount sufficient for drainage leads to a decrease in clinker minerals. It is known that the high strength of cement stone is explained by the high content in the binder of Portland cement clinker, which can reach up to 90%. A quantitative decrease in Portland cement clinker in solution leads to a decrease in the strength of the cement stone. This is due to the fact that a decrease in the active minerals forming Ca silicates and aluminates leads to the formation of inert components due to the underutilization of Si and Al oxides in the process of cement hydration. The presence of inert components and leads to a decrease in the strength of cement stone.
Другим фактором, влияющим на снижение прочности цементного камня, является наличие в составе вяжущего разложившихся глинистых частиц цеолита. Благодаря низкой водостойкости они легко вымываются водой, вследствие чего структура цементного камня нарушается.Another factor affecting the decrease in the strength of cement stone is the presence of decomposed clay particles of zeolite in the binder. Due to their low water resistance, they are easily washed out by water, as a result of which the structure of the cement stone is disturbed.
Решаемая задача заключается в создании вяжущего, обладающего низкой теплопроводностью за счет снижения водосодержания в цементном камне при сохранении высоких прочностных характеристик, которое обеспечивается процессами гидратации с выделением несвязанной воды и ее адсорбированием.The problem to be solved is to create a binder with low thermal conductivity by reducing the water content in the cement stone while maintaining high strength characteristics, which is provided by hydration processes with the release of unbound water and its adsorption.
Для решения поставленной задачи в известном вяжущем для кладочного раствора, содержащим портландцементный клинкер, гипс и минеральную добавку, включающую адсорбент, пластификатор и молотый кремнеземсодержащий минерал, при этом в качестве адсорбента использован цеолит, в минеральную добавку дополнительно введена бруситовая мука, а в качестве пластификатора использован полуобожженный доломит, при следующем соотношении компонентов, маc.%:To solve the problem in a known binder for masonry mortar containing Portland cement clinker, gypsum and a mineral additive, including an adsorbent, plasticizer and ground silica-containing mineral, zeolite was used as an adsorbent, brucite flour was added to the mineral additive, and brucite flour was added as a plasticizer semi-calcined dolomite, in the following ratio of components, wt.%:
портландцементный клинкер 35-42Portland cement clinker 35-42
гипс 3-5gypsum 3-5
полуобожженный доломит 27-35semi-burnt dolomite 27-35
бруситовая мука 6-10brucite flour 6-10
цеолит 5-7zeolite 5-7
молотый кремнеземсодержащий минерал 15-17ground silica-containing mineral 15-17
Благодаря введению в вяжущее бруситовой муки и использованию в качестве пластификатора полуобожженного доломита снижаются эксплуатационная влажность и теплопроводность кладочного раствора при сохранении высоких прочностных характеристик. Это обусловлено тем, что магнезиальная известь, полученная в результате диссоциации доломита при обжиге, является катализатором активности брусита. Высокая активность магнезиальной извести (СаО+МgО) по отношению к бруситу приводит к насыщению раствора, содержащего катионы Са+++Мg++ из доломита, катионами Мg++ из брусита. Катионы Са++ и Мg++, реагируя с алюмосиликатами кремнеземсодержащего минерала и алюминатами цеолита, образуют гидрокарбоалюминаты кальция 3СаО· Аl2О3· СаСО3· 11Н2О и магния 3СаО· Аl2О3· МgСО3· 11Н2О, а реагируя с кремнеземом кремнеземсодержащего минерала и гипсом, образуют гидросульфоалюминаты кальция 3СаО· Аl2О3· 3СаСO4· 31Н2O и магния 3СаО· Аl2О3· 3· МgСO4· 31H2O. Образование большего количества водосодержащих молекул способствует осушению раствора, что понижает теплопроводность раствора при гидратации цемента.Due to the introduction of brucite flour into the binder and the use of semi-burnt dolomite as a plasticizer, the operational humidity and thermal conductivity of the masonry mortar are reduced while maintaining high strength characteristics. This is due to the fact that magnesia lime obtained as a result of the dissociation of dolomite during firing is a catalyst for the activity of brucite. The high activity of magnesia lime (CaO + MgO) with respect to brucite leads to saturation of the solution containing Ca ++ + Mg ++ cations from dolomite with Mg ++ cations from brucite. The Ca ++ and Mg ++ cations, reacting with silica-containing mineral aluminosilicates and zeolite aluminates, form 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O and 3CaO · Al 2 O 3 · MgCO 3 · 11H 2 O magnesium hydrocarbon aluminates, and reacting with silica of a silica-containing mineral and gypsum, they form hydrosulfoaluminates of calcium 3СаО · Аl 2 О 3 · 3СаСО 4 · 31Н 2 O and magnesium 3СаО · Аl 2 О 3 · 3 · MgСO 4 · 31H 2 O. The formation of more water-containing molecules contributes to the drainage solution, which reduces the thermal conductivity of the solution during cement hydration.
Одновременно с осушением идет процесс упрочнения и уплотнения каркаса цементного камня. Катионы Мg++ брусита и доломита связывают легко вымываемые алюминаты глинистых частиц цеолита в кристаллические структуры гидрокарбоалюминатов кальция и магния, уплотняющие и упрочняющие основной каркас цементного камня.Along with drainage, the process of hardening and compaction of the cement stone frame is ongoing. The Mg ++ cations of brucite and dolomite bind easily washed aluminates of clay zeolite particles to the crystalline structures of calcium and magnesium hydrocarbon aluminates, which seal and harden the main frame of cement stone.
Вяжущее для кладочного раствора получают следующим образом. Предварительно дробленые до фракции 0,0-5,0 мм минеральную добавку, включающую полуобожженный доломит с активностью 20% по СаО+МgО, кремнеземсодержащий минерал (например, молотый оплавленный базальтовый туф), цеолит, бруситовую муку, и гипс смешивают с молотым портландцементным клинкером. Далее смесь подвергают механохимической активации до получения дисперсной смеси с тониной помола 4000-4500 см2/г. При этом количественное соотношение ингредиентов выбирают в интервале, вес.%:A binder for the masonry mortar is prepared as follows. A mineral additive preliminarily crushed to a fraction of 0.0-5.0 mm, including semi-annealed dolomite with an activity of 20% CaO + MgO, a silica-containing mineral (for example, ground melted basalt tuff), zeolite, brucite flour, and gypsum are mixed with ground Portland cement clinker . Next, the mixture is subjected to mechanochemical activation to obtain a dispersed mixture with a fineness of 4000-4500 cm 2 / g. The quantitative ratio of the ingredients is selected in the range, wt.%:
портландцементный клинкер 35-42Portland cement clinker 35-42
гипс 3-5gypsum 3-5
полуобожженный доломит 27-35semi-burnt dolomite 27-35
бруситовая мука 6-10brucite flour 6-10
цеолит 5-7zeolite 5-7
молотый кремнеземсодержащий минерал 15-17ground silica-containing mineral 15-17
Портландцементный клинкер является основной составляющей вяжущего и состоит из силикатов, алюминатов, алюмоферритов кальция.Portland cement clinker is the main component of the binder and consists of silicates, aluminates, calcium aluminoferrites.
Гипс, химический состав которого представляет собой двуводный сульфат кальция (СаSO4)· 2Н2O, обеспечивает регулирование сроков схватывания цементного теста и осушение раствора за счет образования гидросульфоалюминатов Са и Мg.Gypsum, the chemical composition of which is two-water calcium sulfate (CaSO 4 ) · 2H 2 O, provides for the regulation of the setting time of the cement paste and the drainage of the solution due to the formation of hydrosulfoaluminates Ca and Mg.
Полуобожженный доломит, полученный при обжиге доломита, содержит в своем составе 60-80% необожженной двойной соли углекислоты СаМgСО3 и 20-40% магнезиальной коллоидной извести СаО и МgО (доломитовая известь).The semi-calcined dolomite obtained by firing dolomite contains 60-80% of unbaked double carbonic acid salt CaMgCO 3 and 20-40% magnesia colloidal lime CaO and MgO (dolomite lime).
Доломитовая известь минеральной добавки является катализатором активности брусита и в растворе “поставщиком” свободных катионов Са++ и Мg++.Dolomite lime of a mineral additive is a catalyst for the activity of brucite and, in solution, is a “supplier” of free cations Ca ++ and Mg ++ .
Молотый необожженный доломит СаМgСО3 является пластификатором раствора.Ground unbaked dolomite CaMgCO 3 is a plasticizer of the solution.
Бруситовая мука представляет собой гидрат окиси магния Мg(ОН)2 и другие его соединения, которые в растворе диссоциируют с образованием свободных катионов Мg++.Brucite flour is a hydrate of magnesium oxide Mg (OH) 2 and its other compounds, which in solution dissociate with the formation of free Mg ++ cations.
Цеолит (клиноптиллолит) представляет собой гидроалюмосиликат натрия и содержит в своем составе не менее 7% водорастворимых глинистых частиц монтмориллонита. Цеолит является в вяжущем адсорбентом и кремнеземсодержащим составляющим. Глинистые частицы монтмориллонита имеют пластинчатую структуру, что при увлажнении приводит к увеличению их объема в 5-6 раз.Zeolite (clinoptillolite) is sodium hydroaluminosilicate and contains at least 7% of water-soluble clay particles of montmorillonite. Zeolite is an astringent adsorbent and a silica-containing component. Clay particles of montmorillonite have a lamellar structure, which when moistened leads to an increase in their volume by 5-6 times.
Молотый кремнеземсодержащий минерал содержит не менее 70% оксида кремния SiO2.Ground silica-containing mineral contains at least 70% silicon oxide SiO 2 .
Для получения модифицированного раствора с осушающим эффектом берут кладочный раствор 1:4 (цемент:песок), в который вводят вяжущее для кладочного раствора в количестве 20-45% от веса цемента раствора.To obtain a modified mortar with a drying effect, a 1: 4 masonry mortar (cement: sand) is taken, into which an adhesive for the masonry mortar is added in an amount of 20-45% of the weight of the cement mortar.
При гидратации вяжущего в кладочном растворе идет образование основного кристаллического каркаса из алюмосиликатов, гидросиликатов, алюмоферритов и других цементных минералов, которые сращивают частицы минерального заполнителя (песка).During the hydration of the binder in the masonry mortar, the formation of the main crystalline framework from aluminosilicates, hydrosilicates, aluminoferrites and other cement minerals that splices particles of mineral aggregate (sand) is formed.
Одновременно с процессом гидратации вяжущего в кладочном растворе идут процессы его осушения и упрочнения.Simultaneously with the process of hydration of the binder in the masonry mortar, processes of its drainage and hardening are ongoing.
Доломитовая известь (СаО+МgО) благодаря высокой активности по отношению к бруситу способствует насыщению кладочного раствора катионами Са+++Мg++ из необожженного доломита и катионами Мg++ из брусита. Катионы Са++ и Мg++, реагируя с алюмосиликатами кремнеземсодержащего минерала и алюминатами цеолита, образуют гидрокарбоалюминаты кальция 3СаО· Аl2О3· СаСО3· 11H2O и магния 3СаО· Аl2О3· МgСО3· 11Н2O, а, реагируя с кремнеземом кремнеземсодержащего минерала и гипсом, образуют гидросульфоалюминаты кальция 3СаО· Аl2О3· 3 CaSO4· 31Н2O и магния 3СаО· Аl2О3· 3 MgSO4· 31H2О. Образование большего количества многоводосодержащих молекул способствует переводу несвязанной воды в связанную, что обеспечивает осушение раствора, которое снижает теплопроводность раствора при гидратации цемента.Dolomite lime (CaO + MgO), due to its high activity with respect to brucite, contributes to saturation of the masonry mortar with Ca ++ + Mg ++ cations from unfired dolomite and Mg ++ cations from brucite. The Ca ++ and Mg ++ cations, reacting with silica-containing mineral aluminosilicates and zeolite aluminates, form calcium hydrocarbon aluminates 3CaO · Al 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O and magnesium 3CaO · Al 2 O 3 · MgCO 3 · 11H 2 O, a, reacting with silica of a silica-containing mineral and gypsum, they form calcium hydrosulfoaluminates 3CaO · Al 2 O 3 · 3 CaSO 4 · 31H 2 O and magnesium 3CaO · Al 2 O 3 · 3 MgSO 4 · 31H 2 O. The formation of more polyhydrogen containing molecules favors the transfer of unbound water to bound, which provides drainage of the solution, which reduces heat conduction awn solution during cement hydration.
Окись магния МgО полуобожженного доломита и брусита, вступая в реакцию с монтмориллонитовой глиной цеолита, дополнительно образует многоводосодержащие молекулы гидрокарбоалюмината магния 3СаО· Аl2O3· МgСО3· 11Н2O, которые также связывают свободную воду и дополнительно осушают раствор.Magnesium oxide MgO of semi-calcined dolomite and brucite, reacting with montmorillonite clay of the zeolite, additionally forms multi-containing molecules of magnesium hydrocarbonaluminate 3CaO · Al 2 O 3 · MgCO 3 · 11H 2 O, which also bind free water and additionally dry the solution.
Кроме того, цеолит, брусит и монтмориллонитовая глина цеолита активно адсорбируют свободную воду, что также способствует осушению кладочного раствора.In addition, zeolite, brucite and montmorillonite clay of the zeolite actively adsorb free water, which also contributes to the drainage of the masonry mortar.
Таким образом, каждый компонент вяжущего участвует в осушении кладочного раствора.Thus, each component of the binder is involved in the drainage of the masonry mortar.
Упрочнение раствора обусловлено образованием дополнительных кристаллических структур в каркасе основного вяжущего.The hardening of the solution is due to the formation of additional crystalline structures in the skeleton of the main binder.
Неводостойкие глинистые частицы цеолита и песка, участвуя в ионообменном процессе с окисью магния МgО доломита, вовлекаются в процесс кристаллообразования и создания дополнительного прочностного каркаса из низкоосновных гидроалюминатов и карбоалюминатов магния.Non-resistant clay particles of zeolite and sand, participating in the ion-exchange process with magnesium oxide MgO dolomite, are involved in the process of crystal formation and the creation of an additional strength frame from low-base hydroaluminates and magnesium carboaluminates.
Цеолит сорбирует кроме свободной воды известь из раствора, при этом кремнезем цеолита реагирует с известью, образуя силикаты и гидросиликаты Са и Мg, которые также становятся дополнительными центрами кристаллизации.In addition to free water, the zeolite adsorbs lime from the solution, while the zeolite silica reacts with lime to form silicates and hydrosilicates of Ca and Mg, which also become additional crystallization centers.
Таким образом, компоненты минеральной добавки участвуют в процессе упрочнения кладочного раствора.Thus, the components of the mineral additive are involved in the process of hardening the masonry mortar.
Помимо упрочнения благодаря дополнительному кристаллообразованию кладочный раствор упрочняется также за счет его уплотнения. Уплотнение осуществляется благодаря двум процессам, протекающим в растворе. Во-первых, за счет высокой дисперсности глинистых частиц цеолита и воздухововлечения при взаимодействии доломита с цементом в кладочном растворе образуются микропоры, которые пластифицируют раствор. Пластификация раствора способствует его уплотнению. Во-вторых, монтмориллонитовая глина цеолита при увлажнении увеличивается в объеме и кольматирует микропоры в растворе, тем самым также уплотняя его.In addition to hardening due to additional crystal formation, the masonry mortar is also hardened by its compaction. Sealing is carried out thanks to two processes in solution. Firstly, due to the high dispersion of clay particles of zeolite and air entrainment during the interaction of dolomite with cement, micropores are formed in the masonry mortar, which plasticize the solution. Plasticization of the solution contributes to its compaction. Secondly, the zeolite montmorillonite clay, when moistened, increases in volume and colmatizes micropores in the solution, thereby also compacting it.
Уплотнение кладочного раствора в свою очередь повышает водонепроницаемость, защищает его от дополнительного увлажнения, сохраняя осушающий эффект вяжущего.The seal of the masonry mortar, in turn, increases water resistance, protects it from additional moisture, while maintaining the draining effect of the binder.
Таким образом, высокий осушающий эффект обеспечивает снижение теплопроводности раствора при сохранении его высоких прочностных характеристик.Thus, a high drying effect provides a decrease in the thermal conductivity of the solution while maintaining its high strength characteristics.
Для определения физико-механических показателей модифицированного кладочного раствора с добавками изготавливались образцы - кубики размером 7,07· 7,07· 7,07 см. Испытаниям подвергалась серия образцов 28-дневного возраста в количестве 3 штук для каждого примера. Испытания на прочность проводились в соответствии с ГОСТ 10100-90 “Методы определения прочности по контрольным образцам”, на теплопроводность - с ГОСТ 7076- 87 “Материалы строительные. Метод определения теплопроводности”, на влажность - с ГОСТ 21718-84 “Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности”, на водонепроницаемость - с ГОСТ 12730.5-84 “Метод мокрого пятна”.To determine the physical and mechanical properties of the modified masonry mortar with additives, samples were made - cubes measuring 7.07 · 7.07 · 7.07 cm. A series of 28-day-old samples was tested in an amount of 3 pieces for each example. Strength tests were carried out in accordance with GOST 10100-90 “Methods for determining the strength of control samples”, for thermal conductivity - with GOST 7076- 87 “Building materials. Method for determining thermal conductivity ”, for humidity - with GOST 21718-84“ Building materials. Dielcometric method for measuring humidity ”, for water resistance - with GOST 12730.5-84“ Wet spot method ”.
Пример № 1. Для приготовления вяжущего для кладочного раствора берут 350 г (35%) портландцементного клинкера, 270 г (27%) полуобожженного доломита с активностью 20% по СаО+МgО, 100 г (10%) бруситовой муки, 80 г (8%) цеолита-клиноптиллолита, 170 г (17%) молотого оплавленного базальтового туфа, 30 г (3%) гипса. Смесь подвергают помолу (механохимической активации) до получения однородной композиции с остатком после рассева на сите 008 не более 5%. Для приготовления модифицированного кладочного раствора в цементный раствор состава 1:4 (цемент:песок) добавляют вяжущее в количестве 30% от веса цемента.Example No. 1. To prepare a binder for masonry mortar, take 350 g (35%) of Portland cement clinker, 270 g (27%) of semi-calcined dolomite with an activity of 20% in CaO + MgO, 100 g (10%) of brucite flour, 80 g (8 %) clinoptillolite zeolite, 170 g (17%) of ground melted basalt tuff, 30 g (3%) of gypsum. The mixture is subjected to grinding (mechanochemical activation) to obtain a homogeneous composition with a residue after sieving on sieve 008 no more than 5%. To prepare a modified masonry mortar, a binder in an amount of 30% by weight of cement is added to a cement mortar with a composition of 1: 4 (cement: sand).
Примеры №№ 2, 3, 6, 9. Модифицированный кладочный раствор готовят, как в примере № 1. Соотношения компонентов вяжущего приведены в таблице 1.Examples No. 2, 3, 6, 9. A modified masonry mortar is prepared, as in example No. 1. The ratio of the components of the binder are shown in table 1.
Примеры №№ 4, 5, 7, 8. Модифицированный кладочный раствор готовят, как в примере № 1. Соотношения компонентов вяжущего приведены в таблице 1. В качестве кремнеземсодержащего минерала используют вулканическое стекло.Examples No. 4, 5, 7, 8. A modified masonry mortar is prepared as in example No. 1. The ratios of the components of the binder are shown in table 1. Volcanic glass is used as a silica-containing mineral.
Пример № 10. Для приготовления вяжущего для кладочного раствора по прототипу берут 820 г портландцемента, 50 г цеолита-клиноптиллолита, 50 г кремнеземсодержащего минерала, 50 г известняка и 30 г гипса. Смесь подвергают помолу до получения однородной композиции с остатком после рассева на сите 0,08 не более 5%.Example No. 10. For the preparation of a binder for the masonry mortar according to the prototype, 820 g of Portland cement, 50 g of zeolite-clinoptilolite, 50 g of silica-containing mineral, 50 g of limestone and 30 g of gypsum are taken. The mixture is subjected to grinding to obtain a homogeneous composition with a residue after sieving on a sieve of 0.08 no more than 5%.
Для приготовления модифицированного кладочного раствора в цементный раствор состава 1:4 (цемент: песок) добавляют вяжущее в количестве 30% от веса цемента.To prepare a modified masonry mortar, a binder in an amount of 30% by weight of cement is added to a cement mortar with a composition of 1: 4 (cement: sand).
Количественное соотношение компонентов в вяжущем для кладочного раствора для каждого из №№ 1-10 примеров приведены в таблице 1, физико-механические и теплотехнические показатели модифицированного кладочного раствора - в таблице 2.The quantitative ratio of the components in the binder for the masonry mortar for each of No. 1-10 examples are shown in table 1, the physico-mechanical and thermal characteristics of the modified masonry mortar are shown in table 2.
Составы вяжущего для кладочного раствораTable 1
Binder compositions for masonry mortar
Физико-механические и теплотехнические показатели модифицированного кладочного раствораtable 2
Physico-mechanical and thermotechnical characteristics of the modified masonry mortar
Физико-механические и теплофизические испытания образцов показали, что введение в модифицированный раствор вяжущего для кладочного раствора обеспечивает уменьшение эксплуатационной влажности раствора на 50-60%, снижение теплопроводности на 22-25% и увеличение водонепроницаемости на 30%.Physicomechanical and thermophysical tests of the samples showed that the introduction of a binder for the masonry mortar into the modified solution provides a decrease in the operational humidity of the solution by 50-60%, a decrease in thermal conductivity by 22-25% and an increase in water resistance by 30%.
Источники информацииSources of information
1. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы./ С.М.Рояк., Г.С.Рояк - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Стройиздат, 1993. - 410.1. Royak S.M., Royak G.S. Special cements. / S.M. Royak., G.S. Royak - 2nd ed., Rev. and add. - M.: Stroyizdat, 1993 .-- 410.
2. А.С. № 1235838, МКИ 4 С 04 В 7/02. Вяжущее/ Р.П.Иванова и др.; СибНИИ цементной промышленности. - № 3744289/29; Заяв. 24.05.84; Опубл. 07.06.86, Бюл. № 212. A.S. No. 1235838, MKI 4 C 04 V 7/02. Knitting / R.P. Ivanova and others; SibNII cement industry. - No. 3744289/29; Application 05/24/84; Publ. 06/07/86, Bull. Number 21
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136973/03A RU2255915C1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Binding agent for laying solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136973/03A RU2255915C1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Binding agent for laying solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2255915C1 true RU2255915C1 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003136973/03A RU2255915C1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Binding agent for laying solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255915C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376255C1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" ("БГТУ им. В.Г. Шухова") | Highly stable mortar to salt efflorescence generation |
| RU2440939C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-01-27 | ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Method of producing portland cement with mineral additive |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1235838A1 (en) * | 1984-05-24 | 1986-06-07 | Научная Часть Сибирского Научно-Исследовательского И Проектного Института Цементной Промышленности | Binding agent |
| SU1392045A1 (en) * | 1986-02-24 | 1988-04-30 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Method of producing binder |
| RU2125545C1 (en) * | 1997-02-26 | 1999-01-27 | Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Binding agent |
| US6264740B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-07-24 | Mcnulty, Jr. William J. | Inorganic cementitious material |
| CN1432545A (en) * | 2003-02-19 | 2003-07-30 | 穆桢子 | Production process and special apparatus of environment protecting power-saving cement |
-
2003
- 2003-12-22 RU RU2003136973/03A patent/RU2255915C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1235838A1 (en) * | 1984-05-24 | 1986-06-07 | Научная Часть Сибирского Научно-Исследовательского И Проектного Института Цементной Промышленности | Binding agent |
| SU1392045A1 (en) * | 1986-02-24 | 1988-04-30 | Алтайский политехнический институт им.И.И.Ползунова | Method of producing binder |
| RU2125545C1 (en) * | 1997-02-26 | 1999-01-27 | Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Binding agent |
| US6264740B1 (en) * | 1998-12-08 | 2001-07-24 | Mcnulty, Jr. William J. | Inorganic cementitious material |
| CN1432545A (en) * | 2003-02-19 | 2003-07-30 | 穆桢子 | Production process and special apparatus of environment protecting power-saving cement |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2376255C1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" ("БГТУ им. В.Г. Шухова") | Highly stable mortar to salt efflorescence generation |
| RU2440939C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-01-27 | ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых | Method of producing portland cement with mineral additive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8496751B2 (en) | Binder composition | |
| RU2121987C1 (en) | Method of manufacturing building materials with magnesia binding agent | |
| CA3109560C (en) | High strength class c fly ash cementitious compositions with controllable setting | |
| AT511689B1 (en) | HYDRAULIC BINDER | |
| RU2267466C1 (en) | Dry building mixture | |
| US9676668B2 (en) | Dry mix for composite cement | |
| RU2255915C1 (en) | Binding agent for laying solutions | |
| RU2374195C1 (en) | Charge material for producing porous filler | |
| JP7181355B1 (en) | Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition | |
| US4762561A (en) | Volume-stable hardened hydraulic cement | |
| KR20140115119A (en) | the pavement composition with non-shrinkage for soil road and the construction method for road paving therewith | |
| RU2342347C2 (en) | Method of preparation of dry fine frothing agent and method of preparation of dry raw mix for foam concrete with use of this frothing agent | |
| JP4627120B2 (en) | Hydraulic powder composition | |
| JP4459379B2 (en) | Cement admixture and cement composition | |
| Potapova et al. | The new ecological materials using metakaolin | |
| CN119241151B (en) | A supersulfate-activated low-carbon cementitious material based on alkali-containing solid waste as raw material and its preparation method | |
| SU1698218A1 (en) | Mixture for manufacturing wall panels | |
| CN114163206B (en) | Energy-saving composite mortar for laying wood floor as well as preparation method and application of energy-saving composite mortar | |
| RU2373168C1 (en) | Composition for finishing of building facades | |
| JP2003128450A (en) | Fire resistant composition | |
| RU2246464C2 (en) | Magnesia binder-based composition | |
| AU7209987A (en) | Volume-stable hardened hydraulic cement | |
| CN105800974B (en) | A kind of composition silicate P.C32.5R cement and its application in finishing | |
| JP2002255602A (en) | Hydraulic composition | |
| KR20220086746A (en) | Hydraulic Compounds Containing Calcium Sulfo-aluminates And Methods For Maintaining The Fluidity Of Pastes, Mortar And Concrete Manufactured Therefrom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121223 |