Спосіб приготування цементних розчинів

Изобретение относится к технологии приготовления строительных растворов на цементном связующем и может быть использовано при изготовлении высокопрочных тонкостенных изделий, устройства полов в общественных или производственных помещениях. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления цементных растворов для получения высокопрочных изделий, состоящий в приготовлении смеси цемента, заполнителя твердостью > 6 по Моосу, 3 - 50% (предпочтительно 5-40%) (здесь и далее по массе цемента) микрокремнеземистой добавки со средним диаметром < 1 мкм, 1 - 15% сульфата кальция (безводного и/или двуводного), менее 10% (в пересчете на твердую фазу) суперпластификатора, 5 - 30% от массы смеси цемент, кремнеземистой добавки и сульфата кальция воды. Затем формуют изделия и выдерживают их для твердения. В качестве микрокремнеземистой добавки используют пылеунос производства кремния, кремнийсодержащих сплавов и циркония [1]. Для оценки уровня прочности при изгибе и растяжении цементных изделий, получаемых по известному способу, нами были приготовлены на отечественном сырье растворы, изготовлены и испытаны изделия, Полученные данные (см. таблицу, пример 13) показали, что цементные изделия имеют прочность при изгибе 12,6 МПа и при растяжении - 7,4 МПа. Такая прочность изделий ведет к созданию малоэффективных тонкостенных конструкций и полов, т.е. указанные изделия при их малой толщине не обладают достаточной прочностью при долговременной эксплуатации и выдерживают небольшие нагрузки. Задачей настоящего изобретения является создание способа приготовления цементных растворов, обеспечивающего получение на его основе цементных изделий с повышенной прочностью при изгибе и растяжении. Для решения поставленной задачи создан способ приготовления цементных растворов путем смешения цемента, микрозаполнителя, сульфата кальция, суперпластификатора и воды, в котором предварительно готовят суспензию микрозаполнителя в водном растворе суперпластификатора, полученную суспензию смешивают с сульфатом кальция и цементом, а затем дополнительно вводят дибутияфталат и этилсиликат, взятые в массовом соотношении (1 - 3): (3 -1) в количестве 0,01- 0,2% от массы твердых компонентов, а в качестве микрозаполнителя используют карбонат кальция. Способ реализуется следующим образом. Вначале в водном растворе суперпластификатора готовят суспензию карбоната кальция со средним размером частиц менее 1 мкм, например, путем ультразвуковой обработки, вибропомола. Полученную суспензию смешивают с сульфатом кальция и цементом в течение 515 минут в гомогенизаторе при скорости вращения лопастей 1000 - 3000 об/мин. При этом компоненты беру г в следующих количествах (масс.%): цемент -100, карбонат кальция - 5...40; сульфат кальция - 1 ...15%; суперпластификатор - 0,1...9 и воду - 10...30% от массы твердых компонентов (цемент +карбонат кальция + +сульфат кальция). После смешении вышеуказанных компонентов в раствор вводят дибутилфталат и этилсиликат, взятые в массовом соотношении от 1:3 до 3 :1, в количестве 0,01 - 0,2% от массы твердых компонентов. Смешение продолжают в течение 3-10 минут. Затем формуют образцы в специальных формах и изделия пропаривают по режиму 3 +10 + 3 ч (нагрев + выдержка + охлаждение) при температуре 60 - 95°С. Прочность цементных изделий при изгибе и растяжении определяют по методике ГОСТа 18105-86. При реализации способа использовали следующие компоненты. 1. Портландцемент - ГОСТ 10178-85. 2. Карбонат кальция - ГОСТ 4530-76. 3. Сульфат кальция - ГОСТ 3210-77. 4. Суперпластификатор - полиметилен-нафталинсульфонат натрия, ТУ 6-14-19-647-85. 5. Дибутилфталат - ГОСТ 2102-67. 6. Этилсиликат - тетраэтиловый эфир кремневой кислоты ТУ 6-09-3687-74. Пример конкретного выполнения. Брали 266 г воды, в ней растворяли 20 г суперпластификатора. В раствор вводили 250 г карбоната кальция со средним размером частиц менее 1 мкм. Суспензию получали путем обработки ультразвуковым дисперга-тором УЗДН-2 в течение 15 минут. В полученную суспензию вводили 80 г сульфата кальция, 1000 г цемента и все смешивали в гомогенизаторе в течение 5 минут. Затем в смесь вводили 0,8 г дибутилфталата и 0,4 г этилсиликата и смешение продолжали в течение 3 минут, В данном примере компоненты брали в соотношении (масс.%): цемент - 100; карбонат кальция - 25; сульфат кальция - 8; суперпластификатор -2; вода -20% от суммы масс твердых компонентов - цемента, карбоната кальция и сульфата кальция (1330 г); дибутилфталат - 0,06% и этилсиликат - 0,3% от массы твердых компонентов, т.е. при массовом соотношении 2:1. Полученным раствором заполняли специальные формы и изделия пропаривали при температуре 70°С по режиму 3 + 10 + 3 ч (нагрев + выдержка + охлаждение). Испытания показали, что изделия имеют прочность при изгибе 23,4 МПа и при растяжении 12,8 МПа (пример 3, таблицы). Влияние соотношения параметров предлагаемого способа на прочность цементных изделий при изгибе и растяжении отражено в таблице. Из данных, представленных в таблице видно, что способ приготовления цементных растворов (примеры 1-5), суть которого заключается в получении микроструктуры цементных изделий с минимальной дефектностью, при всех заявляемых значениях параметров способа обеспечивает, по сравнению с прототипом (примеры 11 - 13), повышение прочности цементных изделий при изгибе до 18-23 МПа, а растяжении -до 10-13 МПа. При приготовлении по известному способу цементного раствора, в котором в качестве микронаполнителя используют карбонат кальция, не отмечается заметного увеличения прочности изделий при изгибе и растяжении (пример 6), т.к. в этом случае при твердении изделий не обеспечиваются условия для образования структуры с минимальной макродефектностью. Таким образом заявляемый способ приготовления цементных изделий (примеры 1-5), по сравнению с прототипом (примеры 11- 13), повышают прочность изделий при изгибе в 1,37-2,32 раз и при растяжении в 1,4- 1,97 раз. Использование заявляемого способа ведет к созданию высокоэффективных тонкостенных конструкций и полов, т.е. изделий с малой толщиной и обладающих высокой прочностью при долговременной эксплуатации и выдерживающей большие нагрузки. При этом снижается масса изделий и существенно экономятся материалы, необходимые для их изготовления.