Добавки до цементу

Реферат: Винахід забезпечує цементну композицію на основі беліту, сульфоалюмінату і фериту кальцію (BCSAF), що містить: BCSAF клінкер, який має наступний мінералогічний склад відносно загальної маси клінкера: від 5 до 25 %, переважно від 10 до 20 %, фази на основі алюмофериту кальцію із загальною формулою C2AxF(1-x), де X змінюється від 0,2 до 0,8; від 15 до 35 % фази на основі сульфоалюмінату кальцію; від 40 до 75 % беліту (C2S); від 0,01 до 10 % сумарно однієї або більше допоміжних фаз, вибраних з сульфату кальцію, сульфатів лужних металів, перовскіту, алюмінату кальцію, геленіту, вільного вапна і периклазу і/або склоподібної фази; і алканоламін. UA 100150 C2 (12) UA 100150 C2 UA 100150 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується добавок до цементу, зокрема цементів на основі беліту, сульфоалюмінату і фериту кальцію. Сучасні бетони виготовляють з гідравлічних цементів, в загальному випадку, портландцементу. Портландцемент являє собою гідравлічний цемент, виготовлений шляхом подрібнення портландцементного клінкера, звичайно з невеликими добавками сульфату кальцію. Клінкер одержується нагріванням певної суміші сировинних матеріалів (дрібноподрібненої, ретельно перемішаної і гомогенної), яка містить CaO, SiO2, Al2O3 і іншими матеріалами, до температур, близьких або перевищуючих 1400°С. Основне джерело CaO звичайно являє собою карбонат кальцію у вигляді вапняку. Клінкер, одержаний у вигляді твердих гранул, містить щонайменше дві третини за масою силікатів кальцію (трикальцієвий силікат, аліт, (CaO)3SiO2, і двокальцієвий силікат, беліт, (CaO)2SiO2; відповідно до прийнятої на даний момент практики на більшості цементних заводів трикальцієвий силікат становить більше 60% клінкера), трикальцієвий алюмінат і чотирикальцієвий алюмоферит. Ці чотири основні складові частини портландцементного клінкера традиційно позначають як: C3S (трикальцієвий силікат); C2S (двокальцієвий силікат); C3A (трикальцієвий алюмінат); і C4AF (чотирикальцієвий алюмоферит). У даному описі, включаючи прикладену формулу винаходу, за винятком тих випадків, коли вказане зворотне, для позначення мінеральних компонентів цементу використовуються наступні скорочення: С представляє CaO, А представляє Al2O3, F представляє Fe2O3, S представляє SiO2, $ представляє SO3. Виробництво портландцементу приводить до виділення вуглекислого газу: вуглецьвмісне паливо, необхідне для досягнення високих температур (близько 1400°С) для спікання, окислюється до вуглекислого газу (СO2), і в процесі карбонат кальцію прожарюється в ході ендотермічної реакції з утворенням оксиду кальцію і вуглекислого газу. У останні десятиріччя значно підвищився вміст вуглекислого газу в атмосфері, і він продовжує зростати. Кліматичні наслідки цього підвищення викликали неспокій, і тому бажано зменшити виділення вуглекислого газу. Виробництво цементу відповідальне за, приблизно, 5% від всіх промислових викидів CO2. Суміш сировинних матеріалів з високим вмістом вапняку необхідна для одержання портландцементного клінкера з високим вмістом аліту (який являє собою неочищений C3S). Виділення CO2 при виробництві портландцементного клінкера можна було б знизити на приблизно 10%, якби C3S компонент портландцементного клінкера був би практично повністю видалений. Це можна було б здійснити, якби вміст вапняку в сировині був би зменшений на, приблизно, 10%; при цьому б знизилася кількість CO 2, що виділяється при прожарюванні вапняку до оксиду кальцію, а також кількість палива, необхідного для забезпечення енергії для даного ендотермічного перетворення. Однак C3S являє собою найбільш важливу складову частину портландцементу і значною мірою визначає його тужавіння і затвердівання. Портландцементні клінкери з низьким вмістом аліту багаті на беліт (який являє собою неочищений C2S). Однак портландцементи з високим вмістом беліту не мають достатньої короткострокової міцності для задоволення стандартних вимог і не мають експлуатаційних характеристик, необхідних для сучасного застосування бетонів. Відомі інші типи цементу, при виробництві яких виділяється менше CO 2, ніж у випадку з портландцементом. Важливі цементи на основі сульфоалюмінатів кальцію, що скорочено позначаються як CSA, оскільки їх можна виробляти з меншим виділенням промислового CO 2 і за відсутності необхідності використовувати сировинні матеріали, які дорого коштують. Сульфоалюмінатні цементи включають в себе кальційсульфоалюмінатну C 4A3 фазу, відому як «сіль Клейна» або «ієліміт», яка дозволяє одержувати значну міцність при стисненні на ранніх стадіях. Відоме використання «алканоламінів», таких як, наприклад дієтаноламін і триетаноламін, як добавки-прискорювачі для зменшення часу тужавіння і збільшення міцності бетону, що містить портландцемент, при стисненні на ранніх стадіях (тобто після одного дня). Було повідомлено, що триетаноламін в малих дозах (як правило,