Цементная добавка

ПРИРОДНЫЕ ЦЕОЛИТЫ — активная минеральная добавка, применяемая при производстве строительных материалов, в том числе цемента и бетона. Природные цеолиты введены в перечень активных минеральных добавок в соответствии с ОСТ 21-9-90, а их применение в производстве цементов регламентировано ГОСТ 10178 — 85. Природные цеолиты Сокирницкого месторождения обладают высокой пуццолановой активностью (до 300 мг СаО на 1 грамм) и могут вводиться в дозах 10-20 % от массы клинкера. Кроме того, Природный Цеолит может играть роль интенсификатора помола клинкера, увеличивая производительность мельницы на 5-15 %.

СВОЙСТВА ЦЕМЕНТОВ С ДОБАВКОЙ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ — СОКИРНИТОВ

Изучена эффективность применения ЦЕОЛИТА — СОКИРНИТА в твердеющих системах, полученных совместным помолом клинкера, гипсового камня и 10-15 % природных ЦЕОЛИТОВ-СОКИРНИТОВ до остатка на сите № 008 не более 15 %. Установлено, что эти свойства отличаются от бездобавочных. Так, удельная поверхность цементных порошков увеличивается с 270-310 см2/г до 420-550 см2/г по Блейну. Водопотребность возрастает с 24-26 % до 26-30 %. При этом сроки схватывания теста, как правило, сокращаются на 15-60 мин., однако выявлены случаи замедления и начала и конца схватывания (до 1,5 ч).

Прочность камня на цементах с добавкой 10-15 % Сокирнитовой муки в ранние сроки твердения (t=20±50С; возраст 3, 7, 14 суток) ниже на 10-15 %, чем у бездобавочного. Это характерно для всех пуццолановых цементов. В более поздние сроки (28, 90, 180 суток), а также после тепловой обработки прочность камня на смешанных цементах выше, чем у камня на обычном портландцементе. Увеличение содержания Сокирнитовой породы до 20-40 % нежелательно из-за резкого повышения водопотребности таких цементов (до 29-33 %), быстрой потери подвижности цементного теста, меньшей прочности камня (89-95 %), а также повышенных деформаций усадки-набухания изделий на пуццолановых цементах.

Поэтому оптимальное содержание СОКИРНИТА в цементах составляет 10-15 %. Наибольший эффект использования природных цеолитов получен при совместном их введении с алюмосиликатными стеклами (золы, шлаки, перлит и др.). Так, лабораторными и заводскими экспериментами на Кузнецком цементном заводе (Новокузнецк) показана возможность снижения расхода клинкера в составе шлакопортландцементов М 400 с 60 до 40 % и М 300 с 40 до 30 % без снижения их эксплуатационных свойств. При этом прочность цеолитосодержащих шлакопортландцементов выше бездобавочных во все сроки твердения (а.с. № 1392945) (рисунок 1). При частичной замене гранулированного шлака СОКИРНИТОВЫ туфом (10-15 %) улучшаются реологические характеристики цементных паст (предельное напряжение сдвига и динамическая вязкость), на 10-15 % уменьшается водоотделение. Повышенные пористость камня и величина контракции в ранние сроки твердения (до 14 суток) с увеличением времени гидратации уменьшаются более интенсивно у цеолитосодержащего вяжущего. Образцы из такого цемента характеризуются лучшей стойкостью против агрессии сульфат-ионами (Кс/с=0,93 — 1,04), в растворах кислот (Ккисл.=0,81 по сравнению с контрольным 0,68 после 1-часового кипячения в 40 % серной кислоте), а также лучшей морозостойкостью (при F=100 циклов снижение прочности 3 % по сравнению с 10 % для бездобавочных бетонов).

Рисунок 1. Кинетика набора прочности шлакопортландцементов.

1 — 40:60:0; 
2 — 40:50:10; 
3 — 60:40:0; 
4 — 60:30:10 соответственно в процентах: клинкер с гипсом: доменный шлак КМК: цеолитовый туф.

(для увеличения рисунка кликните на него)

Разработаны и утверждены технические условия на природные цеолиты для цементной промышленности (ТУ 15-0284-89). Положительный опыт неоднократно проводимых промышленных испытаний на Кузнецком цементном заводе позволил внести ПРИРОДНЫЕ ЦЕОЛИТЫ в перечень АМД и включить их в ОСТ. Натурные наблюдения за бетонными и железобетонными изделиями на опытном цементе более 30 лет показали удовлетворительную службу их в условиях резкоконтинентального климата Западной Сибири.