Портландцемент с ограниченным содержанием водорастворимого хрома (VI)

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ С ОГРАНИЧЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ВОДОРАСТВОРИМОГО ХРОМА(71) Заявитель Научно-исследовательское и проектно-производственное республиканское унитарное предприятие Институт НИИСМ(72) Авторы Белов Иван Афанасьевич Губская Алла Геннадьевна Васильева Людмила Викторовна(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и проектно-производственное республиканское унитарное предприятие Институт НИИСМ(57) Портландцемент с ограниченным содержанием водорастворимого хрома , включающий портландцементный клинкер, гипс и восстановитель водорастворимых хроматов,отличающийся тем, что включает в качестве восстановителя водорастворимых хроматов и в качестве интенсификатора помола кальций-железо-сульфатную добавку-дехроматизатор при следующем соотношении компонентов, мас.портландцементный клинкер 96,15 гипс 1,92-3,46 кальций-железо-сульфатная добавка-дехроматизатор 0,39-1,93. Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при получении экологически безопасного портландцемента с ограниченным содержанием водорастворимого хрома . Известна порошкообразная смесь для снижения содержания хроматов в цементе 1,включающая фильтровальную соль в виде водного раствора или порошка в смеси с несущим материалом (гашеной известью, известняковой мукой или осажденной кремниевой кислотой 5-20 ), смесь может также содержать зеленую соль, т.е. семигидрат сульфата железапри соотношении фильтровальной соли к зеленой соли 21. Недостатком известной смеси является нестабильность водного раствора дехроматизатора в результате конверсии ионов двухвалентного железа в трехвалентное железо, что отрицательно влияет на снижение содержания хроматов в получаемом цементе. Известен способ получения цемента с низким содержанием шестивалентного хрома 2, включающий добавку аммония и дисульфидов и/или полисульфидов щелочных или щелочноземельных металлов, вводимую при помоле цементного клинкера или в готовый портландцемент. 14173 1 2011.04.30 Недостатком известного способа является повышенное содержание соединений щелочных металлов (, ), приводящее к образованию высолов на поверхности бетонных изделий на основе полученного портландцемента. Известно гидравлическое связующее, содержащее цемент в качестве основного компонента, восстановитель хроматов (дехроматизатор), состоящий из двух компонентов сульфата железа , первый из которых состоит из побочного продукта производства диоксида титана (фильтровальной соли, в которую добавляют минеральный кислотный регулятор, в частности молотый известняк), второй - из влажной зеленой соли 3. Недостатком известного состава гидравлического вяжущего является снижение дехроматизирующего эффекта за счет использования сульфата железав цементе, т.к. сульфат железапереходит в сульфат железав результате окисления кислородом воздуха. Наиболее близким к предлагаемому портландцементу с ограниченным содержанием хрома по технической сущности и достигаемому результату является портландцемент с ограниченным содержанием водорастворимых соединений хрома 4, включающий портландцементный клинкер, гипсовый ингредиент и дехроматизатор, содержащий восстановитель хроматов (катализатор), содержащий по крайней мере одно вещество из группы сульфат или гидрооксосульфат двухвалентного железа безводные или в виде кристаллогидратов, двойной сульфат натрия или калия и двухвалентного железа в виде кристаллогидрата, сульфид кальция в виде ольдгамита или синтетического полуаморфного продукта, сульфоуголь, соли продуктов олигомеризации сульфоновых кислот с формальдегидом, модифицированные синтетическими смолами лигносульфонаты, смеси указанных веществ с нейтральными солями или инертными веществами - минеральными добавками, при содержании указанных веществ не менее 20 массы указанных смесей, и промотор, содержащий вещества из группы - сульфоалюминат кальция, гидроксид алюминия, сульфат или гидрооксосульфат алюминия безводные или в виде кристаллогидратов, двойной сульфат алюминия-магния безводный или в виде кристаллогидрата, при содержании предгидратов 0,3-1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. клинкерного ингредиента и соотношении в мас. ч. восстановителя хроматов и промотора 0,3-41 при следующем массовом соотношении ингредиентов портландцемента клинкерный ингредиентгипсовый ингредиент в пересчете на 3 дехроматизатор - 100(1-3,5)(0,3-8,5). Недостатками известного портландцемента являются многокомпонентность состава,необходимость ввода в состав портландцемента большого количества дехроматизатора(до 8,5 вес. ч. на 100 вес. ч. портландцементного клинкера, что составляет 7,68 ) и технологическая сложность получения портландцемента с ограниченным содержанием водорастворимых соединений хрома. Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого портландцемента с ограниченным содержанием водорастворимого хрома , заключается в снижении содержания хромав цементе до 0,0002 , частичной замене гипса, обеспечении экологической безопасности при сохранении физико-механических свойств получаемого портландцемента. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в портландцементе с ограниченным содержанием водорастворимого хрома , включающем портландцементный клинкер, гипс и восстановитель водорастворимых хроматов, технический результат достигается за счет включения в состав портландцемента в качестве восстановителя водорастворимых хроматов и в качестве интенсификатора помола кальций-железо-сульфатной добавки-дехроматизатора при следующем соотношении компонентов, мас.портландцементный клинкер 96,15 гипс 1,92-3,46 кальций-железо-сульфатная добавка-дехроматизатор 0,39-1,93. 2 14173 1 2011.04.30 Использование в составе портландцемента портландцементного клинкера, получаемого на цементных заводах РБ, например ПРУП Белорусский цементный завод (химический состав 2 - 20,30 23 - 3,83 23 - 6,20 2 - 0,14 25 - 0,22- 65,01- 1,42 3 - 0,51 2 - 0,81 2 - 0,29 потери при прокаливании - 1,11), обеспечивает стабильность прочностных показателей получаемых изделий на основе заявляемого состава портландцемента. Гипс в составе портландцемента используют в качестве регулятора сроков схватывания. Использование в составе кальций-железо-сульфатной добавки-дехроматизатора гальванического шлама, глины, мела и/или извести позволяет частично заменить гипс. Использование в составе кальций-железо-сульфатной добавки-дехроматизатора щелока упаренного технического (ТУ РБ 400004877.015-2004. Щелок упаренный технический) обеспечивает повышение удельной поверхности получаемого портландцемента (до 720 м 2/кг). Использование в составе кальций-железо-сульфатной добавки-дехроматизатора сульфита натрия и уротропина обеспечивает снижение содержания водорастворимого хрома в цементе менее 0,0002 . Использование в составе портландцемента кальций-железо-сульфатной добавкидехроматизатора, включающей гальванический шлам, глину, мел и/или известь, щелок упаренный технический, сульфит натрия, уротропин, обеспечивает сохранение физикомеханических свойств получаемого портландцемента в возрасте 3 суток и в возрасте 28 суток, частичную замену гипса, повышение удельной поверхности портландцемента,снижение содержания водорастворимого хромав портландцементе менее 0,0002 в соответствии с СТБ П ЕН 196-10-2007. Методы испытания цемента. Ч. 10. Определение содержания водорастворимого хромав цементе и Директивой ЕС 2003/53/ЕС. Портландцемент с ограниченным содержанием водорастворимого хромаполучают следующим образом. Кальций-железо-сульфатную добавку-дехроматизатор получают в отдельном технологическом цикле путем смешивания отдозированных исходных компонентов добавки(гальванического шлама, глины, мела и/или извести, щелока упаренного технического,сульфита натрия, уротропина). Отдозированное количество сырьевых компонентов портландцементного клинкера производства ПРУП Белорусский цементный завод, РБ,гипса и кальций-железо-сульфатной добавки-дехроматизатора - подвергают совместному помолу в шаровой мельнице до тонкости помола более 3000 см 2/г с остатком на сите 0,08 мм не более 15 . Полученный портландцемент с ограниченным содержанием хромаскладируют в силоса, расфасовывают в мешки вместимостью 50 кг. В таблице приведены составы и технические характеристики известного и предлагаемого портландцементов с ограниченным содержанием водорастворимого хрома . Приведенные в таблице данные показывают, что получение портландцемента с ограниченным содержанием водорастворимого хромаобеспечивает снижение содержания хромав цементе менее 0,0002 , частичную замену гипса, экологическую безопасность при сохранении физико-механических свойств получаемого портландцемента (предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток - 39,8-43,5 МПа, предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток - 55,6-68,3 МПа, увеличение удельной поверхности - 450720 м 2/кг). 14173 1 2011.04.30 Составы портландцемента Портландцементный клинкер Гипс Дехроматизатор Кальций-железо-сульфатная добавка - дехроматизатор и интенсификатор помола Технические характеристики известного и заявляемого портландцементов Предел прочности при сжатии в возрасте 3 суток, МПа Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, МПа Содержание водорастворимого хромав цементе,Удельная поверхность, м 2/кг Содержание компонентов портландцемента, мас.Заявляемый Известный состав состав 1 состав 2 состав 3 90,38-92,74 96,15 96,15 96,15 1,94-6,98 3,46 2,70 1,92 0,28-7,68 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4