Наноцемент общестроительный

______________________________________________________

Технические условия

Настоящий проект стандарта не подлежит

применению до его утверждения

Москва

2012
II

ПНСТ

Предисловие
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Закрытым Акционерным Обществом

« Институт материаловедения и эффективных технологий»

(ЗАО «ИМЭТ»), г.Москва
Научный руководитель –

акад.РАЕН, д.х.н. - Бикбау М.Я.

Зам. Председателя Межотраслевого

совета Комитета РСПП по

техническому регулированию в

строительстве, эксперт

по стандартизации - Блинов В.П.

к.т.н. - Илясова И.А.

к.т.н. - Юдович Б.Э.
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ФЕДЕРАЛЬНЫМ

АГЕНТСТВОМ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И

МЕТРОЛОГИИ
3. В настоящем предстандарте реализованы нормы Федерального закона от 27 декабря 2002г. № 184 – ФЗ «О техническом регулировании».
4. ВЗАМЕН ТУ 5745-067-05442286-1999 «Смеси

механоактивированные сухие»

РФ № 2 371 402 на изобретение «Способ производства цемента с минеральной добавкой», 2007г. Патентообладатель – Закрытое акционерное общество «ИМЭТСТРОЙ» (ЗАО «ИМЭТСТРОЙ»). Научное содержание данного способа производства цемента зарегистрировано как Открытие явления нанокапсуляции дисперсных веществ (1,2).

III
ПНСТ

IV

ПНСТ

Введение V

5.1 Существенные показатели 4

5.2 Характеристки наноцементов 5

5.3 Требования к материалам для производства 6

5.4 Маркировка 7

5.5 Упаковка 7

6 Требования безопасности 7
7 Требования охраны окружающей среды 8
8 Правила приемки 8
9 Оценка уровня качества наноцемента общестроительного 8
10 Методы испытаний 9

11 Указания по применению 9

12 Транспортирование и хранение 10

13 Гарантии изготовителя 10

правовая база производства наноцемента 11

Приложение 2 (рекомендуемое) Форма документа о качестве 13

Приложение 3 (обязательное) приготовление цементного теста

на основе наноцемента общестроительного 14

Приложение 4 (обязательное) Методика определения толщины

нанооболочки в наноцементе общестроительном 15

Приложение 5 (обязательное) Товарный знак ЗАО

«ИМЭТСТРОЙ» 16

V

ПНСТ

В предстандарте использовано научно-техническое решение, позволяющее радикально улучшить строительно-технические свойства общестроительного цемента, в том числе:

• 
  повысить прочность до классов 70 – 80 ;
  
• 
  снизить в составе малоклинкерных наноцементов содержание дорогой клинкерной части до 30 мас.% за счет замещения ее клинкерной части значительно более дешевыми минеральными добавками до 70 % мас. (шлаками, золами-уноса, мелкозернистыми песками, каменными породами) с сохранением высоких строительно-технических свойств цементов (3 – 7);
  

- повысить качество и долговечность бетонов на основе наноцементов.

Новая технология и производство наноцементов могут быть реализованы на любом цементном заводе или на предприятиях по производству бетона, бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также на крупных стройках.

ПНСТ
П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н Ы Й Н А Ц И О Н А Л Ь Н Ы Й СТ А Н Д А РТ

Specifications

_____________________________________________________________
Срок действия предстандарта:

2012 - 10 – 15 2013 – 10 – 15

В настоящем предстандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения

ГОСТ 310.2-76 Цементы. Методы определения тонкости помола

ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

ПНСТ
ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 3476 – 74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов

ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ 6139-2003 Песок для испытаний цемента. Технические условия

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 23732–2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний.

ГОСТ 24211– 08 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30459–2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием

полифракционного песка

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.009-76 ССБТ. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ Р 51795-2001 Цементы. Методы определения содержания минеральных добавок.

СНиП 3.03.01 Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 2.05.07 Промышленный транспорт

ПНСТ

Остальные термины, касающиеся качественных показателей наноцемента и технологии его изготовления, применены по ГОСТ 30515.

4.2.Класс наноцемента общестроительного определяется по прочности на сжатие в возрасте 28 сут и обозначается: К 32,5; К 42,5; К 52,5; К 62,5; К 72,5 и К 82,5.

4.3. По вещественному составу, приведенному в табл.1, наноцемент общестроительный подразделяют на шесть типов, обозначаемых по содержанию клинкера (маc.%) в основной части:

НАНОЦЕМЕНТ 90;

НАНОЦЕМЕНТ 75;

НАНОЦЕМЕНТ 55;

НАНОЦЕМЕНТ 45;

НАНОЦЕМЕНТ 35;

НАНОЦЕМЕНТ 30.

4.4.Обозначение наноцемента в документах должно включать:

- сокращенное наименование наноцемента общестроительного по табл.1;

- класс по прочности на сжатие (4.2);

- указание настоящего предстандарта.

Пример условного обозначения наноцемента, содержащего клинкерную часть - 55 мас. % и класса прочности на сжатие К62,5:

НАНОЦЕМЕНТ 55 К 62,5 ПНСТ

ПНСТ

Таблица 1

Вещественный состав наноцемента общестроительного

Классы прочности на сжатие	Сокращенное наименование (тип наноцемента)	Основные компоненты, мас. %
		Портландцементный клинкер	Минеральные силикатные добавки: шлаки (Ш), золы-унос (З), пески кварцевые (П), отходы камнеобработки (ОК)
К82,5–К92,5	НАНОЦЕМЕНТ 90	90 – 98	2 – 10
К72,5–К82,5	НАНОЦЕМЕНТ 75	75 – 88	12 – 25
К62,5–К72,5	НАНОЦЕМЕНТ 55	55 – 74	26 – 45
К52,5–К62,5	НАНОЦЕМЕНТ 45	45 – 54	46 – 55
К42,5–К52,5	НАНОЦЕМЕНТ 35	35 – 44	56 – 65
К32,5-К42,5	НАНОЦЕМЕНТ 30	30 – 34	66 – 70
Содержание органического модификатора в наноцементе составляет от 0,8 до 2,0 % массы клинкерной части.

4.5.Наноцемент общестроительный должен соответствовать требованиям ГОСТ 10178, ГОСТ 30515, ГОСТ 31108, настоящего предстандарта и изготавливаться по технологической документации, утвержденной предприятием – изготовителем.

Таблица 2

Существенные характеристики наноцемента

общестроительного

ПНСТ

Требования к физико-механическим свойствам наноцементов соответствуют ГОСТ 31108 с дополнениями, представленными в табл. 3 и 4.

Требования к химическим показателям наноцементов приведены в табл. 5.

Таблица 3

Физико-механические свойства наноцемента общестроительного

Класс прочности на сжатие наноцемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте				Начало схватывания, мин, не ранее	Равномерность изменения объёма (расширение), мм, не более
	2 сут не менее	7 сут не менее	28 сут
			не менее	не более
К 30	10	20	30	50	75	10
К 40	25	40	45	60	60
К 50	30	50	55	70	45
К 60	35	55	65	80
К 70	40	60	70	90
К 80	45	65	80	100

Таблица 4

Характеристики подвижности цементно-песчаных растворов на основе

полифракционного песка по ГОСТ 310.4

Таблица 5

( В процентах массы наноцемента )

ПНСТ

Степень агрегации частиц наноцемента по объему, определяемая на том же приборе, не должна превышать следующих значений:

- для НАНОЦЕМЕНТОВ 90, 75 – 15 об.%;

- для НАНОЦЕМЕНТОВ 55, 45 – 25 об.%;

- для НАНОЦЕМЕНТОВ 35, 30 – 35 об.%.

5.3. Требования к материалам для производства
5.3.1 Для производства наноцементов применяют портландцементный клинкер или портландцемент на его основе и минеральные добавки по ГОСТ 31108, за исключением пуццолан, а также камень гипсовый и гипсоангидритовый по ГОСТ 4013.

Примечания :1. Для производства наноцементов не допускается применение портландцемента с добавками пуццолан или технологическими добавками известняка, других карбонатов кальция и (или) пыли клинкерообжигательных печей, а также пластифицирующими или гидрофобизирующими добавками. Допускается применение портландцемента, измельченного с интенсифика-торами помола, не влияющими на свойства наноцемента, после экспериментальной проверки.

2. Гидравлическая активность портландцементного клинкера или класс прочности портландцемента, используемых в производстве наноцементов, содержащиеся в сопроводительных документах, должны соответствовать классу прочности не ниже 40.
5.3.2 В качестве органического модификатора для производства наноцементов применяют материалы из группы нафталинсульфонаты или меламинсульфонаты по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Примечание. В составе указанных модификаторов не допускается наличия неусвоенных при их синтезе остатков исходного сырья и отклонений от значений рН водных растворов, указанных в сопроводительных документах.
5.3.3 Введение в наноцементы специальных добавок для регулирования отдельных строительно-технических свойств, а также технологических добавок для улучшения процесса помола и (или) свойств цементно-водных суспензий (дисперсий) допускается после экспериментальной проверки, проводимой предприятием-изготовителем совместно со специализированными научно-исследовательскими институтами, центрами и организациями в установленном порядке, и должно быть включено с обоснованием в технологический регламент производства наноцементов.
ПНСТ

5.3.4 Влажность смеси (расчетная) основных компонентов наноцемента, подаваемых в мельницу, не должна превышать 2 мас.%.

- условное обозначение наноцемента и (или) его полное наименование в соответствии с ПНСТ;

- класс прочности (марку) цемента;

- обозначение настоящего предстандарта;

- среднюю массу нетто наноцемента в упаковке или массу нетто наноцемента в транспортном средстве;

- указание на каждой упаковке и товаросопроводительной документации специального товарного знака патентовладельца – ЗАО «ИМЭТстрой», г.Москва.

Наименование цемента - НАНОЦЕМЕНТ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЙ

Класс прочности - К 32,5

Обозначение нормативного документа - ПНСТ

Количество:

- тн (кг) - 1 (1000)

- мешков (масса – 50 кг), шт - 20

Завод – изготовитель -

Дата изготовления -

Срок годности - 1 год

Товарный знак патентовладельца - по Приложению 4
5.5 Упаковка

5.5.1 Упаковку наноцементов производят по ГОСТ 30515.

6.2 Предельно допустимая концентрация (ПДК) цементной пыли в воздухе рабочей зоны для наноцемента общестроительного всех типов не должна превышать 6 мг/м³. Среднесменное содержание цементной пыли в воздухе не должно превышать указанного значения

7.1 При транспортировании исходных материалов для изготовления наноцемента общестроительного и отходов производства необходимо обеспечивать соблюдение требований СНиП 2.05.07, ГОСТ 12.3.009.

7.4 Исходные материалы должны иметь максимальную удельную эффективную активность естественных радионуклидов Бк/кг в пределах 370 Бк/кг по ГОСТ 31108.

8 Правила приемки наноцемента
8.1 Приемочные или приемо-сдаточные (по требованию Заказчика) испытания проводят для каждой партии наноцемента.

8.2 Правила приемки наноцемента осуществляют согласно ГОСТ 30515.

8.3 Каждая партия наноцемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:

- наименование предприятия – изготовителя, его товарный знак и адрес;

- наименование и (или) условное обозначение;

- номер партии и дату отгрузки;

- класс прочности при сжатии;

- подвижность цементного раствора в соответствии с табл. 3.

- значение удельной эффективной активности естественных

радионуклидов в наноцементе по результатам испытаний;

- гарантийный срок соответствия цемента требованиям настоящего

стандарта -- 1 год со дня изготовления;

- знак обращения на рынке, подтверждающий соответствие

требованиям технических регламентов.

Форма документа о качестве – ГОСТ 30515 (приложение Д).
9 Оценка уровня качества наноцемента
9.1 Оценку уровня качества наноцемента производят согласно ГОСТ 30515.
ПНСТ

10 Методы испытаний наноцемента
10.1 Физико-механические показатели определяют по ГОСТ 30744.

10.2 Химические показатели определяют по ГОСТ 5382.

10.3 Состав (вещественный) определяют в пробах, отобранных на предприятии-изготовителе по ГОСТ Р 51795.

10.4 Тонкость помола, нормальную густоту, сроки схватывания цементного теста, равномерность изменения объема,подвижность раствора и прочность на сжатие определяют по ГОСТ 30744 со следующими дополнениями:

- цементный раствор при идентификации цемента приготавливают на полифракционном песке по ГОСТ 6139;

- массовую долю воды в цементном растворе подбирают, определяя расплыв конуса на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4. Значение расплыва конуса для раствора на полифракционном песке – по табл. 4. Если верхнее значение расплыва конуса больше установленного, массовую долю воды в растворе уменьшают, если меньше нижнего – увеличивают;

- сроки схватывания определяют как в воздушной, так и в водной среде с температурой 20 ±2^о С.

10.5 Удельную эффективную активность естественных радионуклидов в наноцементе определяют по ГОСТ 30108.

10.6 Контроль нанооболочки в наноцементе общестроительном осуществляют по методике, приведенной в Приложении 3.

10.7 Контроль степени агрегации частиц в объёмных % -- по [17].

согласованными с авторами настоящего ПНСТ и утвержденными в установленном порядке.

11.2. В связи с высокой текучестью наноцемента в сухом следует предварительно проверить тракты выгрузки, транспортирования и емкости для хранения наноцемента, заделать неплотности и устранить отверстия, чтобы избежать усиления пылевыделения и потерь при указанных операциях.

11.3. В связи с наличием пластификатора в составе наноцемента

введение пластифицирующих добавок в бетонные и растворные смеси на его основе необходимо осуществлять в составе технических регламентов предприятий-потребителей после экспериментальной проверки, согласованной с предприятием-изготовителем с учетом настоящего ПНСТ.
12 .Транспортирование и хранение
12.1. Транспортирование и хранение наноцементов производят по ГОСТ 30515.

12.2. В отличие от портландцемента наноцемент хранится без потери класса по прочности и остальных строительно-

технических свойств не менее года как в заводских условиях (в силосах), так и в упакованном состоянии при условии стандартной изоляции заводских емкостей и упаковки от доступа влаги.

13 Гарантии изготовителя
13.1 Изготовитель гарантирует соответствие наноцемента всем требованиям настоящего предстандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения в течение 12 мес. (1 года) после изготовления.

ПНСТ

2.Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента.- М.: ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий», 2008.- 768 с.

3.Бикбау М.Я. и др. Бетоны на наноцементах: свойства и перспективы // Технологии бетонов. – 2011. - №11-12. – С.20-24.

4.Бикбау М.Я. Наноцемент – основа эффективной модернизации заводов сборного железобетона // ЖБИ и конструкции. – 2012. -№1. – С.38-42.

5.Бикбау М.Я. Инновационная нанотехнология цемента, десятилетиями не реализуемая в России. – 2011. – июнь. – С67-73.

6.Бикбау М.Я. Нано-, микро- и макрокапсуляция – новые направления получения композиционных материалов и изделий с заданными свойствами // Сухие строительные смеси. – 2010. - №1. – С.33-36.

7.Бикбау М.Я. Нанотехнология в производстве цементов и других материалов. – Тез.докл. конф. «Нанотехнологии – производству.Фрязино.25 – 27 ноября 2008г.». – Фрязино, 2008. – С.104-105.

8.Бикбау М.Я. Производство цемента в России. Куда идти? // Цемент. – 2008. – №5. – С.149 – 153.

9.Бикбау М.Я. Производство механохимически активированных цементов (вяжущих) низкой водопотребности // Цемент. – 2008. - №3. – С.80-87.

10.Бикбау М.Я. Малоклинкерные цементы. Энергосбережение и качество//Междунар. анал. обозр.«Алитинформ.Цемент, бетон, сухие смеси».– 2008.- №3 – 4.– С.21-27.

11. Ioudovitch, B.E., Dmitriev, A.M., Zoubekhine, S.A., Bashlykov, N.F., Falikman, V.R., Serdyuk, V.N., Babaev, Sh.T. Low-water requirement binders as new-generation cements. 10-th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC). Gothenburg, Sweden, 2-6 June 1997. Proceedings, ed. by H. Justnes. Amarkai AB and Congrex Götenborg AB, 1997, vol.3 (Additions. Admixtures. Characterization Techniques), 3iii 021, 4 pp.
ПНСТ

12.Ш.Т.Бабаев, Н.Ф.Башлыков, М.Я.Бикбау, В.П.Трамбовецкий

Аттестация вяжущих низкой водопотребности в США/ журнал «Бетон и железобетон», - 1990. №6. – С.29 -31

13. Юдович Б.Э., Дмитриев А.М., Зубехин С.А., Башлыков Н.Ф., Фаликман В.Р., Сердюк В.Р., Бабаев Ш.Т. Цементы низкой водопотребности – вяжущие нового поколения. //Цемент и его применение, 1997, № 1, с. 13 – 16. См. также Труды НИИЦемента «Вяжущие низкой водопотребности (химия, технология, производство и применение). 1992, вып. 104. 294 с.

14. Юдович Б.Э., Вовк А.И., Зубехин С.А. и др. О механизме и степени взаимодействия между модификатором и клинкером в процессе помола вяжущего низкой водопотребности./ Труды НИИЦемента «Вяжу­щие низкой водопотребности (химия, технология, производство и применение)», вып. 104, М.: Стройиздат, 1992, с. 69 – 113.

15. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Башлыков Н.Ф. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы.// Цемент и его применение, 2006, июль-август (№ 3), с. 80 – 84.

16. Шишкина Л.Д., Букреева Т.В., Юдович Б.Э. и др. Спектроскопические ис­следования взаимодействия сухих модификаторов с минералами портландцементного клинкера при соизмельчении и последующей гид­ратации // Тр. НИИЦемента. 1992. Вып. 104. С. 114 – 133.

17. Батутина Л.С., Юдович Б.Э., Ходаков Г.С. и др. Способ контроля степени агрегации порошка. Авт. свид. СССР № 1250917, G 01 N 15/08, 1985.

18. Юдович Б.Э., Зубехин С.А. Быстротвердеющий портландцемент на высокощелочном клинкере / Тезисы докладов 9 Совещания по химии и технологии цемента. – М. 1990.

19. Юдович Б.Э., Афанасьева В.Ф., Зубехин С.А., и др. Экологическое значение проблемы качества цемента в современной России. // Проблемы долговечности зданий и сооружений в современном строительстве. Материалы международной конференции 10 - 12 октября 2007 г. СПб: РИФ «Роза мира», 2007, 544 с., с. 518 - 524.

20. Юдович Б.Э. Цементы с избирательной гидратацией. (Второй эффект Ребиндера). Международная конференция по коллоидной химии и физико-химической механике, посвященная 100-летию со дня рождения акад. П.А.Ребиндера, Москва, МГУ, 4–8 октября 1998 г. Сб. тезисов докладов, М.: Наука, 1998.

21. Юдович Б.Э.,Зубехин С.А. Способ изготовления цемента низкой водопотребности - Патент РФ № 2 207 995 С04 В7/52

ПНСТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

(рекомендуемое)

Форма документа о качестве

________________________ _____________________________

(товарный знак изготовителя) (наименование и адрес изготовителя)
(обозначение наноцемента по НД, номер сертификата

соответствия для сертификационного наноцемента)

ПАРТИЯ №_______

Отгружена__________________________________________________

Класс прочности (марка)_____________________________________

Добавки_____________________________________________________

Нормальная густота цементного теста____________________________

Признаки ложного схватывания_______________________________

(есть, нет)

Значение удельной эффективной активности естественных

радионуклидов______________________________________________

Гарантийный срок, сут _______________________________________

_____________________

(знак контроля

ПНСТ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3

(обязательное)
Методика определения нанооболочки

в наноцементе общестроительном

Наносоставляющие компоненты в составе наноцемента общестроительного определяют с помощью просвечивающего электронного микроскопа марки JEOL JEM-2100.

Готовят пробы наноцемента с удельной поверхностью, выбранной в пределах от 400 м²/кг до 700 м²/кг. Затем из указанных проб приготавливают суспензии, которые наносят на медную сетку с аморфной углеродной пленкой. Электронно-микроскопическому исследованию подвергается сухой остаток суспензии. В процессе исследования определяется наличие и толщина пленки на частицах наноцемента общестроительного.

.

ПНСТ

(обязательное)