RU2114091C1 - Method of concrete article making - Google Patents
Method of concrete article making Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114091C1 RU2114091C1 RU96123955A RU96123955A RU2114091C1 RU 2114091 C1 RU2114091 C1 RU 2114091C1 RU 96123955 A RU96123955 A RU 96123955A RU 96123955 A RU96123955 A RU 96123955A RU 2114091 C1 RU2114091 C1 RU 2114091C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- silica
- mixing
- products
- acids
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 12
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 abstract description 7
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 29
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 14
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 5
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical group 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления бетонных изделий на основе клинкеросодержащих цементов и может найти применение в промышленности строительных материалов и изделий при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, конструкций для надземных, подземных и гидротехнических сооружений. The invention relates to methods for the manufacture of concrete products based on clinker-containing cements and may find application in the industry of building materials and products in the manufacture of concrete and reinforced concrete products, structures for above-ground, underground and hydraulic structures.
Известен способ производства бетонных изделий на основе клинкеросодержащих цементов путем поверхностной обработки затвердевающих бетонов газами CO2 или SiF4. Этот способ известен под названием соответственно карбонизации или ократирования поверхности изделий газами под давлением в герметически закрытых емкостях [1 и 2].A known method for the production of concrete products based on clinker-containing cements by surface treatment of hardened concrete with CO 2 or SiF 4 gases. This method is known under the name, respectively, of carbonization or coloring of the surface of products with gases under pressure in hermetically sealed containers [1 and 2].
Наряду с положительными техническими решениями этого способа (повышается прочность, коррозийная стойкость, водонепроницаемость бетонов) за счет связывания растворимого компонента бетона Ca(OH)2 в нерастворимые в воде продукты CaCO3, CaF2, имеются и недостатки:
теплоэнергоемкая технология получения газа CO2, связанная с процессом сжигания кокса в печах;
дорогостоящий процесс получения газа SiF4, путем действия дефицитной и дорогой кислоты HF на кварцевый песок, пригодный для бетонов в качестве мелкого заполнителя или в качестве основного компонента в производстве стекла.Along with the positive technical solutions of this method (increased strength, corrosion resistance, water resistance of concrete) due to the binding of the soluble component of concrete Ca (OH) 2 in water-insoluble products CaCO 3 , CaF 2 , there are also disadvantages:
heat-intensive technology for producing CO 2 gas related to the process of burning coke in furnaces;
an expensive process for producing SiF 4 gas by the action of scarce and expensive HF acid on silica sand, suitable for concrete as a fine aggregate or as a main component in glass production.
Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления бетонной смеси [3] , который заключается в предварительном перемешивании карбонатосодержащих заполнителей с цементом и с минеральной соляной кислотой, последующего перемешивания полученного продукта с остальными компонентами смеси
,
образующиеся газы CO2 выделяются в окружающую среду, что снижает ее экологию и ухудшает условия работающих;
отсутствует безотходная технология изготовления бетонных изделий, т.е. не предусмотрена возможность повышения дополнительной прочности бетонных изделий при такой технологии.Closest to the proposed method is the preparation of concrete mixture [3], which consists in pre-mixing carbonate-containing aggregates with cement and mineral hydrochloric acid, followed by mixing the resulting product with the rest of the mixture components
,
the generated CO 2 gases are released into the environment, which reduces its ecology and worsens the conditions of workers;
there is no non-waste technology for the manufacture of concrete products, i.e. the possibility of increasing the additional strength of concrete products with such a technology is not provided.
Цель изобретения - повысить экологию окружающей среды за счет утилизации отходов производств и безотходной технологии изготовления бетонных изделий, и повышения их прочности. The purpose of the invention is to improve the ecology of the environment through the disposal of industrial waste and waste-free technology for the manufacture of concrete products, and increase their strength.
Для реализации поставленной задачи, в известном способе изготовления бетонных изделий, путем смешения карбонатных или кремнеземсодержащих заполнителей с кислотами, дальнейшего перемешивания полученного продукта с остальными компонентами смеси, формования и твердения, заполнители или их часть смешивают с кислотами типа: CH3COOH; H2CO3; HCl; H2SO4; HNO3HF или с жидкими отходами производства, содержащими одну или несколько из указанных кислот, выделяющиеся при смешивании газы улавливают и производят ими карбонизацию или/и ократирование отформованных и затвердевающих изделий. В качестве части кремнеземсодержащего заполнителя может быть использован непригодный к получению бетонов мелкодисперсный кварцевый песок, который смешивают с жидкими кислотосодержащими отходами химической полировки стеклоизделий, а выделяющимся при смешивании газом SiF4 производят ократирование изготовляемых бетонных изделий.To achieve this goal, in a known method of manufacturing concrete products, by mixing carbonate or silica-containing aggregates with acids, further mixing the resulting product with the other components of the mixture, molding and hardening, aggregates or part of them are mixed with acids of the type: CH 3 COOH; H 2 CO 3 ; HCl; H 2 SO 4 ; HNO 3 HF or with liquid production wastes containing one or more of these acids, gases released by mixing are captured and carbonized or / and stained with molded and hardened products. Fine silica sand unsuitable for concrete production can be used as part of a silica-containing aggregate, which is mixed with liquid acid-containing wastes of chemical polishing of glass products, and the concrete products produced are stained by mixing SiF 4 gas.
Для реализации способа были использованы компоненты с нижеприведенными характеристическими параметрами. To implement the method, components with the following characteristic parameters were used.
Характеристика компонентов
1. Портландцемент марки М400 (ГОСТ 10178-85).Component Feature
1. Portland cement grade M400 (GOST 10178-85).
2. Шлакопортландцемент М300. 2. Slag Portland cement M300.
3. Известняковый щебень Гуровского месторождения (Тульская обл.). Содержащие CaCO3 98,1-98,7, остальные примеси SiO2, глины, Fe2O3. Насыпная плотность 1460 кг/м3, Днаиб.=20 мм, Днаим.=5 мм.3. Limestone crushed stone of the Gurovsky deposit (Tula region). Containing CaCO 3 98.1-98.7, the remaining impurities are SiO 2 , clay, Fe 2 O 3 . Bulk density 1460 kg / m 3 , D naib. = 20 mm, D min. = 5 mm.
4.Кварцевый песок с модулем крупности 2,1-2,3. По грансоставу и химсоставу отвечает требованиям ГОСТ 8736-93, применительно к тяжелым бетонам. 4. Quartz sand with a particle size modulus of 2.1-2.3. In terms of grain size and chemical composition, it meets the requirements of GOST 8736-93, as applied to heavy concrete.
5. Кварцевый песок с модулем крупности менее 1,1. Является попутным отходом добычи бурого угля в открытых разрезах Подмосковного бассейна. По гранулометрическому составу песок является непригодным для производства цементных бетонов. В данном эксперименте принят песок Кимовского буроугольного разреза (Тульской обл.). 5. Quartz sand with a fineness modulus of less than 1.1. It is a by-product of brown coal mining in open sections of the Moscow Region basin. By granulometric composition, sand is unsuitable for the production of cement concrete. In this experiment, sand from the Kimovsky brown coal section (Tula region) was adopted.
6. Жидкие (шламы) отходы от химической полировки стеклоизделий. Приняты отходы Дятьковского хрустального завода Брянской области, не подлежащие нейтрализации известью. Содержат в своем составе 20-30% свободной фтористоводородной кислоты HF и 5-10% серной кислоты H2SO4. Остальное фториды и сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов.6. Liquid (sludge) waste from chemical polishing of glass products. Waste from the Dyatkovo crystal plant in the Bryansk region, which cannot be neutralized by lime, has been accepted. They contain 20-30% free hydrofluoric acid HF and 5-10% sulfuric acid H 2 SO 4 . The rest is fluorides and sulfates of alkali and alkaline earth metals.
7. Жидкие отходы производства нитроклетчатки, неподлежащие нейтрализации известью. В эксперименте приняты отходы Алексинского химкомбината Тульской области. 7. Liquid wastes of nitrocellulose production not subject to lime neutralization. In the experiment, wastes from the Aleksinsky chemical plant of the Tula region.
Химический состав отходов включает, мас.%: нитроцеллюлоза растворенная 0,2-0,24; нитроцеллюлоза нерастворенная 0,10-0,16; серная кислота 0,84-0,91; азотная кислота 0,42-0,45; сода 0,52-0,56, вода остальное. The chemical composition of the waste includes, wt.%: Nitrocellulose dissolved 0.2-0.24; undissolved nitrocellulose 0.10-0.16; sulfuric acid 0.84-0.91; nitric acid 0.42-0.45; soda 0.52-0.56, the rest is water.
8. Известняковые высевки с размером менее 5 мм, полученные как отход камнедробления в карьере при получении взрывным способом известнякового щебня с химсоставом, приведенным п. 3. 8. Limestone seeding with a size of less than 5 mm, obtained as a waste of stone crushing in a quarry upon receipt of explosive limestone crushed stone with a chemical composition given in
Пример реализации изготовления бетонных изделий. An example of the implementation of the manufacture of concrete products.
1. По способу прототипа (опыт 1). В смеситель поместили 12 кг 700 г известнякового щебня, 0,114 кг известняковых высевок (10% от массы цементы), портландцемент 3 кг 677 г и 1,5 л раствора соляной кислоты, содержащего 1,5% массы цемента HCl. Эту смесь перемешивали 30 с, а затем добавили кварцевый песок. При этом шла бурная реакция с выделением газа CO2 в атмосферу в соответствии с химической реакцией, т.е.1. By the method of the prototype (experiment 1). 12 kg 700 g of limestone crushed stone, 0.114 kg of limestone seedlings (10% by weight of cement), Portland
. .
Через 30 с добавили 6 кг 255 г кварцевого песка и смесь дополнительно перемешивали еще 30 с. Из полученной бетонной смеси формовали методом вибрирования 10 шт. образцов бетонных изделий размером 10х10х10 см. Через сутки твердения образцы бетона поместили на 27 сут естественного твердения в среду влажного песка с t=20±2oC. После затвердевания их испытывали на прочность при сжатии. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 1 - способ прототипа).After 30 s, 6 kg 255 g of quartz sand was added and the mixture was further mixed for another 30 s. 10 pieces were formed from the resulting concrete mixture by vibration. samples of concrete products with a size of 10x10x10 cm. After a day of hardening, concrete samples were placed on 27 days of natural hardening in wet sand with t = 20 ± 2 o C. After hardening, they were tested for compressive strength. The test results are shown in the table (experiment 1 - prototype method).
Опыт 2. Опыт реализации предлагаемого способа провели по методике опыта 1, но с существенными изменениями. Предварительно перемешали с соляной кислотой в течение 30 с только карбонатные заполнители (12 кг 700 г известнякового щебня и 0,114 кг известняковых высевок), а выделяющиеся при этом газы CO2 уловили и поместили в резиновую герметически закрывающуюся емкость. Затем в смеситель добавили портландцемент 3 кг 677 г и 6 кг 255 г кварцевого песка и перемешивание продолжали еще 30 с. Отформованные 10 шт. образцов бетонных изделий (через 1 сут твердения на воздухе) поместили на 24 ч в камеру с уловленным газом CO2, а затем на 26 сут их поместили в среду естественного твердения при t=20±2oC и относительную влажность более 90%, т.е. во влажный песок. Через 28 сут затвердевания (1 сут на воздухе + 1 сут в среде CO2 и 26 сут во влажном песке) образцы испытали на прочность. Результаты приведены в табл. (опыт 2).
Опыт 3. В смеситель поместили 12 кг 700 г известнякового щебня, 0,114 известняковых высевок и 1,5 л кислых отходов производства нитроклетчатки. Смесь в течение 30 с перемешивали в герметически закрытом смесителе, снабженном резиновым шлангом, через который транспортировался газ CO2 в замкнутую резиновую емкость. Газ CO2 выделялся за счет химической реакции, взаимодействия CaCO3 заполнителей с минеральными кислотами (H2SO4 и HNO3, содержащимися в кислых жидких отходах. Затем в смеситель добавили 3 кг 677 г цемента, 6 кг 255 г кварцевого песка и перемешивание продолжали еще 30 с. Далее изготовление 10 шт. опытных образцов бетонных изделий осуществляли по методике опыта 2. Результаты испытаний приведены в табл. (опыт 3).
Опыт 4. В двух смесителях обрабатывали карбонатный и кремнеземсодержащие заполнители: в первом смесителе к известняковому щебню добавили 1 л соляной кислоты, содержащей 1,5% HCl от массы цемента, а во втором смесителе футерованном резиной смешали 0,114 кг, некондиционного мелкодисперсного песка с 0,5 л отходов от химической полировки стеклоизделий. Из 1 смесителя уловили газ CO2, а из второго SiF4 оба газа аккумулировали в одном резиновом баллоне. Обработанные в двух смесителях в течение 30 с продукты, поместили в один смеситель и к ним добавили 3 кг 677 г портландцемента, 6 кг 255 г кварцевого песка и перемешивание продолжали дополнительно 30 с. Сформованные вибрированием 10 шт. образцов бетона размером 10х10х10 см выдержали 1 сут на воздухе, 2 сут в среде газа SiF4 и CO2 и последующие 26 сут в среде влажного песка при t= 20±2oC и относительной влажности более 90%. Затвердевшие образцы испытали. Результаты испытаний приведены в табл. (опыт 4).
При смешивании карбонатных или части кремнеземсодержащих заполнителей или их частей с кислотами протекают реакции (самопроизвольные процессы) с выделением газов CO2 или SiF4 в атмосферу в соответствии с химическими уравнениями:
.When carbonate or part of silica fillers or parts of them are mixed with acids, reactions occur (spontaneous processes) with the release of CO 2 or SiF4 gases into the atmosphere in accordance with the chemical equations:
.
В примерах не исчерпаны все возможные варианты предлагаемого способа получения бетонных изделий. In the examples, all possible options of the proposed method for producing concrete products are not exhausted.
Как видно из таблицы в процессе предварительной обработки известнякового щебня и высевок соляной кислотой (способ по прототипу) прочность бетона увеличилась с 25,3 до 32 МПа, т.е. на 26,48%, причем газ CO2 в процессе обработки выделялся в окружающую среду (пример 1).As can be seen from the table during the preliminary processing of limestone crushed stone and seeding with hydrochloric acid (prototype method), the concrete strength increased from 25.3 to 32 MPa, i.e. 26.48%, and CO 2 gas was released into the environment during processing (example 1).
При улавливании газа CO2 в процессе предварительной обработки известнякового щебня и высевок (предлагаемый способ) и обработки затвердевающих образцов бетонных изделий этим газом, прочность дополнительно увеличилась с 32 до 35,6 МПа, т.е. еще дополнительно на 11,25%, причем газ CO2 не выделялся в окружающую среду, т.к. он улавливался и газом CO2 осуществлялась обработка поверхности твердеющих изделий осуществлялась в герметически закрытой камере, причем газ CO2 адсорбировался поверхностью бетона и реализовался образованием нерастворимого в воде продукта бетона - CaCO3.When capturing CO 2 gas during the preliminary processing of limestone gravel and seedlings (the proposed method) and processing the hardened concrete samples with this gas, the strength additionally increased from 32 to 35.6 MPa, i.e. an additional 11.25%, and CO 2 gas was not released into the environment, because it was captured and CO 2 gas was processed; the surface of hardened products was carried out in a hermetically sealed chamber; moreover, CO 2 gas was adsorbed onto the concrete surface and realized by the formation of a water-insoluble concrete product — CaCO 3 .
Как видно из опытов 3 и 4, прочность обработанных образцов газом CO2 и SiF4 также увеличилась соответственно на 10-15% по отношению к способу прототипа.As can be seen from
Физико-химическая сущность технического достижения поставленной цели, т. е. повышения экологии окружающей среды и дополнительной прочности за счет утилизации отходов и безотходной технологии изготовления бетона объясняется следующими факторами:
1. Выделяющиеся газы CO2 или SiF4 в процессе перемешивания карбонатных (CaCO3) или кремнеземсодержащих (SiO2) заполнителей с кислотами типа: CH3COOH, H2CO3, HCl, H2SO4, HNO3 и HF или жидкими отходами, содержащими одну или несколько из указанных кислот, целенаправленно утилизируются на процессе карбонизации или ократировании изготовляемых по такой технологии изделий, а в известном способе газы CO2 или SiF4 выделяются в атмосферу, что приводит к снижению экологии окружающей среды.The physicochemical nature of the technical achievement of the goal, i.e., increasing the ecology of the environment and additional strength due to waste disposal and waste-free concrete manufacturing technology, is explained by the following factors:
1. The evolved gases CO 2 or SiF 4 during mixing carbonate (CaCO 3 ) or silica-containing (SiO 2 ) aggregates with acids of the type: CH 3 COOH, H 2 CO 3 , HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 and HF or liquid waste containing one or more of these acids are purposefully disposed of during the carbonization or staining of products manufactured using this technology, and in the known method, CO 2 or SiF 4 gases are released into the atmosphere, which leads to a decrease in the environment ecology.
2. В результате суточного пребывания образцов затвердевающих изделий в среде газа CO2, SiF4 или (CO2 + SiF4) протекают реакции соответственного между Cа(OH)2 бетона, образовавшегося при гидратации алита (3 CaO•SiO2) - клинкера цемента и газами CO2 (процесс карбонизации) или SiF4 (процесс ократирования) с образованием нерастворимых в воде компонентов CaCO3, CaF2, SiO2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (карбонация)
Ca(OH)2 + SiF4 = CaF2 + SiO2 + H2O (ократирования)
Нерастворимые компоненты в воде CaCO3, CaF2, SiO2 оседают в порах бетона, увеличивая его плотность и соответственно прочность.2. As a result of the daily residence of samples of hardened products in a gas medium of CO 2 , SiF 4 or (CO 2 + SiF 4 ), reactions of the concrete corresponding to Ca (OH) 2 formed during hydration of the alite (3 CaO • SiO 2 ) - cement clinker occur and gases CO 2 (carbonization process) or SiF 4 (coloring process) with the formation of water-insoluble components CaCO 3 , CaF 2 , SiO 2
Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O (carbonation)
Ca (OH) 2 + SiF 4 = CaF 2 + SiO 2 + H 2 O (coloring)
Insoluble components in water CaCO 3 , CaF 2 , SiO 2 settle in the pores of concrete, increasing its density and, accordingly, strength.
3. Благодаря улавливанию газов CO2 и/или SiF4, которые выделяются в процессе предварительной обработки карбонатных или кремнеземсодержащих заполнителей или их частей, обеспечивается безотходная технология производства бетонных изделий. К тому же шлакообразованные отходы, за счет химически самопроизвольных процессов комплексной обработки становятся экологически чистыми добавками для бетонов, причем, положительно влияющими на прочность бетонов. Последнее способствует повышению охраны окружающей среды, т.к. утилизируются жидкие кислотосодержащие отходы, известняковые высевки, некондиционные для бетонов пески.3. Thanks to the capture of gases CO 2 and / or SiF 4 , which are released during the preliminary processing of carbonate or silica-containing aggregates or parts thereof, a waste-free technology for the production of concrete products is ensured. In addition, slag-formed wastes, due to chemically spontaneous complex processing processes, become environmentally friendly additives for concrete, and positively affect the strength of concrete. The latter contributes to the improvement of environmental protection, as liquid acid-containing waste, limestone sowing, sands substandard for concrete are utilized.
Предлагаемый способ в сравнении с известным имеет следующее технико-экономические преимущества:
улучшаются условия труда рабочих, изготавливающие бетонные изделия, т.к. улавливаются газы CO2 или SiF4;
за счет повышения дополнительной прочности экономится расход цемента, т. к. вместо марки бетона 100-300, получают марку 150 - 350 при одном и том же расходе цемента на 1 м3 бетона, и при В/Ц=const;
экономится расход извести, который применяется в настоящее время на нейтрализацию отходов от химической полировки стеклоизделий и отходов от производства нитроклетчатки, т.к. взамен извести принят некондиционный для бетонов кварцевый песок и известняковые высевки;
не требуется расхода кокса для получения газа CO2 на процесс карбонизации, последний получают в самом процессе изготовления бетонных изделий;
на получение газа SiF4 требуется расходовать дефицитную кислоту HF и песков пригодных в качестве заполнителя для бетонов. Роль последних выполняют отходы от химической полировки стеклоизделий и некондиционные для бетонов кварцевые пески;
утилизируются отходы от химической полировки стеклоизделий, выделяющиеся газы CO2, SiF4 и некондиционные кварцевые пески;
за счет вышеназванных преимуществ, себестоимость бетона снижается на 20-25%.The proposed method in comparison with the known has the following technical and economic advantages:
working conditions for workers manufacturing concrete products are improved, as CO 2 or SiF 4 gases are captured;
by increasing the additional strength, the consumption of cement is saved, because instead of the concrete grade 100-300, a grade of 150-350 is obtained with the same cement consumption per 1 m 3 of concrete, and at W / C = const;
saving lime consumption, which is currently used to neutralize waste from chemical polishing of glassware and waste from the production of nitrocellulose, because instead of lime, quartz sand and limestone seeding substandard for concrete were adopted;
no coke consumption is required to produce CO 2 gas for the carbonization process, the latter is obtained in the manufacturing process of concrete products;
To obtain SiF 4 gas, it is required to expend scarce acid HF and sands suitable as aggregate for concrete. The role of the latter is performed by waste from chemical polishing of glassware and quartz sands substandard for concrete;
waste from chemical polishing of glassware, emitted gases CO 2 , SiF 4 and substandard quartz sands are utilized;
due to the above advantages, the cost of concrete is reduced by 20-25%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123955A RU2114091C1 (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Method of concrete article making |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123955A RU2114091C1 (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Method of concrete article making |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2114091C1 true RU2114091C1 (en) | 1998-06-27 |
| RU96123955A RU96123955A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20188326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96123955A RU2114091C1 (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Method of concrete article making |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2114091C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275344C1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Method for preparing mortar |
| RU2386532C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method for production of artificial building stone |
| RU2504524C1 (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" | Mixture for making artificial building stone |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU376338A1 (en) * | 1971-01-21 | 1973-04-05 | М. А. Сорочкин, А. Ф. Шуров, И. А. Сафонов , Н. Б. Урьев Горьковский Государственный университет Н. И. Лобачевского | METHOD OF MANUFACTURE OF CARBONIZED PRODUCTS |
| SU1399296A1 (en) * | 1984-08-10 | 1988-05-30 | Конструкторско-Технологический Институт Министерства Промышленного Строительства Ссср | Method of preparing concrete mix |
-
1996
- 1996-12-19 RU RU96123955A patent/RU2114091C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU376338A1 (en) * | 1971-01-21 | 1973-04-05 | М. А. Сорочкин, А. Ф. Шуров, И. А. Сафонов , Н. Б. Урьев Горьковский Государственный университет Н. И. Лобачевского | METHOD OF MANUFACTURE OF CARBONIZED PRODUCTS |
| SU1399296A1 (en) * | 1984-08-10 | 1988-05-30 | Конструкторско-Технологический Институт Министерства Промышленного Строительства Ссср | Method of preparing concrete mix |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Ратино в С.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. - М.: Стройиздат, 1969, с. 129. 3. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275344C1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" | Method for preparing mortar |
| RU2386532C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method for production of artificial building stone |
| RU2504524C1 (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" | Mixture for making artificial building stone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1207365C (en) | Soil firming agent | |
| US11224894B2 (en) | System and method for making and applying a non-Portland cement-based material | |
| US20190084882A1 (en) | Control of time of setting of geopolymer compositions containing high-ca reactive aluminosilicate materials | |
| KR101151605B1 (en) | A composition of waste gypsum block for pubric works, waste gypsum block using the same and a manufacturing method thereof | |
| JP2023182466A (en) | Admixtures for hydraulic compositions and hydraulic compositions | |
| KR100490731B1 (en) | A Method for constuction material and civil engineering using waste materials | |
| CN106746858B (en) | A kind of preparation method of the mineral admixture slurry of high-performance prefabricated component | |
| RU2114091C1 (en) | Method of concrete article making | |
| CN102643067B (en) | Coal ash gangue filling activity-stimulating rubber solid material and preparation method thereof | |
| RU2365554C1 (en) | Concrete composition (versions) | |
| CN102690069A (en) | Regeneration method taking construction wastes as cement raw materials | |
| KR100652201B1 (en) | Brick manufacturing method using red mud | |
| AU2016428605B2 (en) | System and method for making and applying a non-portland cement-based material | |
| CN119750974A (en) | A solid waste-based mine filling material and preparation method thereof | |
| EP4324806A1 (en) | Method of producing concrete-like material from waste materials | |
| KR100752425B1 (en) | Lightweight foamed concrete using cake phase stone sludge and its manufacturing method | |
| Shatov et al. | Potential utilizations of soda production wastes | |
| RU2375303C2 (en) | Preparation method of ultrafine bonding material | |
| CN113121142B (en) | Activation recovery powder, preparation method thereof and asphalt mixture containing activation recovery powder | |
| CN1268569C (en) | Method for preparing cement from waste bricks | |
| EP4095111A1 (en) | Calcium-silicate bricks | |
| JP4630690B2 (en) | Cement recovery method, cement recovered by the method, and cement reuse method | |
| KR101045341B1 (en) | Stabilization of Taewoon using CO2 | |
| KR101918998B1 (en) | Plaster blocks recycled with waste perlite and method for manufacturing the same | |
| CN112960962A (en) | Non-cement-based water-grouting inorganic cementing material and preparation method and application thereof |