RU2412919C1

RU2412919C1 - Nanobinder

Info

Publication number: RU2412919C1
Application number: RU2009138763/03A
Authority: RU
Inventors: Борис Владимирович Гусев (RU); Борис Владимирович Гусев; Ильгиз Нурисламович Минсадров (RU); Ильгиз Нурисламович Минсадров; Сергей Николаевич Селиванов (RU); Сергей Николаевич Селиванов
Original assignee: Борис Владимирович Гусев; Сергей Николаевич Селиванов
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-02-27

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to production of binder for concrete and mortars used in construction, as well as for making articles based on binder, filler and/or aggregates and reinforcement and used in different engineering fields. The nanobinder includes a fractionated composition which can form liquid-tempering cured systems of the type of mono-structural rock or a strong mono-component aggregate which contains filler. More than half of the fractional composition contains particles with defining dimensions, which are traditional during cement production, formed by grinding the initial sintered cement clinker. The remaining part is in form of particles which are finer compared to those during production of conventional cement and include two nanofractions. The defining dimensions of the particles of the first nanofraction are not more than 0.14 times the least defining dimension of the particles of traditional cement grinding with weight percentage content in the binder equal to 1.2-35 wt %. The defining dimensions of the particles of the second nanofraction in the nanobinder are not more than 0.14 times the average statistical value of the corresponding parametres of the particles of the first of the said nanofractions with weight percentage content of 0.6-35% of the weight of the particles of the first of the said nanofractions. ^ EFFECT: good strength and main operational characteristics - frost resistance, longevity and water resistance of concrete and mortar. ^ 1 ex

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно вяжущих для бетонов и растворов, применяемых в строительстве, а также для получения композиционных конструкций и изделий, изготавливаемых на основе вяжущих, наполнителей и/или заполнителей и армирования и применяемых в различных областях техники.The invention relates to the production of building materials, namely binders for concrete and mortars used in construction, as well as to obtain composite structures and products made on the basis of binders, fillers and / or aggregates and reinforcement and used in various fields of technology.

Известно вяжущее для производства бетонов и растворов, представляющее портладнцемент, получаемый путем обжига и помола клинкера до образования частиц с определяющими размерами традиционных цементных фракций (см. Политехнический словарь, М., 1980, стр.401).It is known astringent for the production of concrete and mortar, representing Portal cement, obtained by firing and grinding clinker to form particles with the defining dimensions of traditional cement fractions (see Polytechnical Dictionary, M., 1980, p .011).

Однако получаемые из известного вяжущего бетоны и строительные растворы имеют прочность и основные эксплуатационные характеристики - морозостойкость, водонепроницаемость, долговечность, ограниченные тонкостью помола и степени образования при этом контактной поверхности с другими склеиваемыми в скелете каменной структуры частицами при затворении водой и последующем твердении.However, concretes and mortars obtained from a known binder have strength and basic operational characteristics - frost resistance, water resistance, durability, limited by the fineness of grinding and the degree of formation of the contact surface with other particles bonded in the skeleton of the stone structure during mixing with water and subsequent hardening.

Повышение тонкости помола всей массы известного вяжущего для получения более высокомарочных видов вяжущего, конструкций и изделий на его основе излишне энерго- и трудоемко, а также имеет ограниченные возможности предельного увеличения прочностных характеристик, определяемые законами механики трехмерных диссипированных структур и выше, технологически освоенных показателей нерентабельно, по соотношению затраты - достигаемый результат.Increasing the fineness of grinding the entire mass of a known binder to obtain higher-quality types of binder, structures and products based on it is unnecessarily energy-intensive and time-consuming, and also has limited possibilities for the ultimate increase in strength characteristics, determined by the laws of mechanics of three-dimensional dissipated structures and above, technologically mastered indicators are unprofitable, according to the ratio of costs - the achieved result.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении марки вяжущего и обеспечении возможности повышения прочности, морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водонепроницаемости бетонов, растворов, а также конструкций и изделий, изготавливаемых с использованием предлагаемого нановяжущего при улучшенном соотношении затраты - достигаемый результат.The problem solved by the invention is to increase the grade of binder and provide the ability to increase strength, frost resistance, durability and, if necessary, waterproof concrete, mortar, as well as structures and products made using the proposed nano-binder with an improved ratio of costs - the achieved result.

Поставленная задача решается тем, что нановяжущее для бетонов и строительных растворов, согласно изобретению содержит способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного, включающего заполнитель прочного конгломерата фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера, остальная часть представляет собой частицы более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего 1,2-35 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими не более 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанных нанофракций с содержанием 0,6-35 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.The problem is solved in that the nano-cementing agent for concrete and mortar, according to the invention, contains a fractionated composition capable of forming hardening from mixing with a liquid, such as water, of a type of monostructured artificial stone or multi-component, including aggregate of durable conglomerate, of which more than half the mass percent composition particles with sizes traditional in cement production, formed by grinding the original sintered cement blade a, the rest is particles of finer grinding than in the production of traditional cement, including two nanofractions, the particle sizes of which in the first of these fractions are taken no more than 0.14 of the smallest determining particle size of traditional cement grinding with a binder content of 1, 2-35 wt.%, And the determining particle sizes of the second nanofraction in the composition of the nanobinder are also taken as components of not more than 0.14 of the average statistical value of the corresponding particle parameters of the first of these nanofractions fraction with a content of 0.6-35 wt.% by weight of the particles of the first of these nanofractions.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, выражается в получении более высокопрочного вяжущего, а также в повышении прочностных и основных эксплуатационных характеристик - морозостойкости, долговечности и, при необходимости, водостойкости бетонов, защитных и связующих конструктивные элементы растворных слоев, что достигается за счет найденного в изобретении ранее неизвестного системного решения, выражающегося в комплексном использовании в вяжущем фракционированного по определяющим размерам сочетания наночастиц в общем составе комплексной нанодобавки, образованной из количественно убывающих размеров относительно предыдущей нанофракции в общем составе вяжущего и при определенном масс-процентном содержании по отношению к предыдущей фракции.The technical result achieved during the implementation of the invention is expressed in obtaining a higher strength binder, as well as in improving the strength and basic performance characteristics - frost resistance, durability and, if necessary, water resistance of concrete, protective and adhesive structural elements of the mortar layers, which is achieved by found in invention of a previously unknown systemic solution, expressed in the complex use in a binder of a combination of nanoparticles fractionated by determining sizes Itz in the total composition of the complex nanoparticles formed from quantitatively decreasing sizes relative to the previous nanofraction in the total composition of the binder and at a certain mass percentage in relation to the previous fraction.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Нановяжущее для бетонов и строительных растворов включает способную образовывать твердеющие от затворения жидкостью, например водой, системы типа моноструктурного искусственного камня или многокомпонентного включающего заполнитель прочного конгломерата, фракционированную композицию, более половины масс-процентного состава которой содержит частицы с определяющими размерами, традиционными при производстве цемента, образованные помолом исходного спеченного цементного клинкера. Нанодобавки в виде частиц более тонкого помола, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры которых в первой из указанных фракций приняты не более 0,14 от определяющего наименьшего размера частиц традиционного цементного помола с содержанием в составе вяжущего не менее 25-35 мас.%. Определяющие размеры второй нанофракции в составе вяжущего также приняты убывающими не более, чем в 0,14 раз относительно соответствующих параметров наночастиц первой из указанных нанофракций, а содержание 25-35 мас.% от массы наночастиц первой из указанных нанофракций. Пример реализации изобретения.Non-cementing agents for concrete and mortar include those capable of forming hardening from mixing with a liquid, such as water, of a system such as monostructured artificial stone or a multicomponent material comprising a strong conglomerate aggregate, a fractionated composition, more than half of the mass percent of which contains particles with determining dimensions traditional in cement production, formed by grinding the original sintered cement clinker. Nanoparticles in the form of particles of finer grinding than in the production of traditional cement, including two nanofractions, the determining sizes of which in the first of these fractions are taken no more than 0.14 of the determining smallest particle size of traditional cement grinding with a binder content of at least 25-35 wt.%. The determining sizes of the second nanofraction in the binder are also taken to be decreasing no more than 0.14 times relative to the corresponding parameters of the nanoparticles of the first of these nanofractions, and the content of 25-35 wt.% By weight of the nanoparticles of the first of these nanofractions. An example implementation of the invention.

Изготавливают нановяжущее путем спекания в клинкер следующих компонентов, мас.%:A nano-binder is made by sintering into clinker the following components, wt.%:

известнякlimestone 65-7565-75 глинаclay 22-2522-25 гипсgypsum 3-43-4 корректирующие добавкиcorrective additives 1-31-3

Осуществляют помол полученного клинкера или домол портландцемента марки 500 со средней традиционной крупностью частиц от 50 мкм.Grind the clinker obtained or grind Portland cement grade 500 with an average traditional particle size of 50 microns.

Получают нановяжущее, в котором более половины масс-процентного состава представляет собой частицы с размерами, традиционными при производстве цемента, остальная часть представляет собой частицы, полученные более тонким помолом, чем при производстве традиционного цемента, включающие две нанофракции, определяющие размеры частиц которых в первой из указанных фракций приняты 0,14 от наименьшего определяющего размера частиц традиционного для цемента помола с содержанием в составе вяжущего 12 мас.%, а определяющие размеры частиц второй нанофракции в составе нановяжущего также приняты составляющими 0,14 от среднестатистической величины соответствующих параметров частиц первой из указанной нанофракции с содержанием 12 мас.% от массы частиц первой из указанных нанофракций.A nano-binder is obtained in which more than half of the mass-percent composition is particles with sizes traditional in cement production, the rest are particles obtained by finer grinding than in traditional cement production, including two nanofractions, determining the particle sizes of which in the first of of the indicated fractions, 0.14 of the smallest determining particle size of a cement grinding traditional for cement with a binder content of 12 wt.% was taken, and the second nano determining particle sizes RAC composed nanovyazhuschego also adopted is 0.14 from the average values of the corresponding parameters of the first particles from said nanofraction with a content of 12 wt.% of the particles of said first nanofraction.

Полученное высокопрочное вяжущее марки 600 при использовании его в составе сырьевых смесей для приготовления бетона или раствора способствует повышению прочности на 20%, морозостойкости на 15%.The obtained high-strength binder of grade 600, when used as part of raw mixes for the preparation of concrete or mortar, increases strength by 20% and frost resistance by 15%.

Claims

Non-cementing agent for concrete and mortar, characterized in that it contains capable of forming hardening from mixing with a liquid, such as water, systems such as monostructured artificial stone or multicomponent, including aggregate, durable conglomerate fractionated composition, more than half of the mass percent composition of which is a particle with sizes traditional in cement production, formed by grinding the original sintered cement clinker, the rest is it has particles of finer grinding than in the production of traditional cement, including two nanofractions, the particle sizes of which in the first of these fractions are taken no more than 0.14 of the determining smallest particle size of traditional cement grinding with a binder content of 1.2-35 wt. %, and the determining particle sizes of the second nanofraction are taken to be no more than 0.14 of the average statistical value of the corresponding parameters of the particles of the first of these nanofractions with a content of 0.6-35 wt.% by weight of the particles of the first of azan nanofractions.