RU2366627C1 - Binder - Google Patents
Binder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366627C1 RU2366627C1 RU2008112506A RU2008112506A RU2366627C1 RU 2366627 C1 RU2366627 C1 RU 2366627C1 RU 2008112506 A RU2008112506 A RU 2008112506A RU 2008112506 A RU2008112506 A RU 2008112506A RU 2366627 C1 RU2366627 C1 RU 2366627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- binder
- grinding
- blast furnace
- mountain sand
- Prior art date
Links
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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag cements
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00215—Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/29—Frost-thaw resistance
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и отвального шлака от выплавки металлического марганца, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей.The invention relates to construction materials, namely, compositions of a clinker-free binder based on blast furnace slag and dump slag from smelting of manganese metal, which can be used in the production of concrete and reinforced concrete products, mortars and dry building mixtures.
Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлам и активатор твердения в виде смеси фторида калия и жидкого стекла (Na2SiO3·nH2O) [1]. Недостаток этого вяжущего заключается в низкой прочности на сжатие и при изгибе.Known binder containing blast furnace granulated slag, steel smelting slag, nepheline sludge and hardening activator in the form of a mixture of potassium fluoride and liquid glass (Na 2 SiO 3 · nH 2 O) [1]. The disadvantage of this binder is its low compressive strength and bending.
Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, шлак от выплавки стали, двуводный гипс и актизатор твердения - щелочные отходы травления стального листа [2]. Недостатками этого вяжущего также являются низкая морозостойкость и прочность.The closest to the proposed binder by technical nature and the achieved result is a binder containing blast furnace granulated slag, steel smelting slag, two-water gypsum and hardening activator — alkaline waste of etching a steel sheet [2]. The disadvantages of this binder are also low frost resistance and strength.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении прочности и морозостойкости вяжущего при использовании в его составе отвального шлака от выплавки металлического марганца, а в качестве активизатора - горного песка от мокрого обогащения железных руд, содержащего 10-20% минералов гранатов.The problem solved by the invention is to increase the strength and frost resistance of the binder when used in its composition waste slag from smelting of metal manganese, and as activator - mountain sand from wet enrichment of iron ores containing 10-20% of garnet minerals.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава, тонкости помола и гранулометрического состава компонентов при совместном помоле их в шаровой мельнице, что позволяет максимально использовать химическую (гидравлическую) активность шлаков, гипса и горного песка.The technical result achieved by the implementation of the invention is to optimize the material composition, fineness of grinding and particle size distribution of the components by co-grinding them in a ball mill, which allows maximum use of the chemical (hydraulic) activity of slag, gypsum and mountain sand.
Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, активизатор твердения, двуводный гипс, содержит в качестве активизатора твердения горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3+TiO2 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; Na2O+K2O 1,3-3,2; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; P2O5 1,7-2,2; п.п.п.8,5-15,0, содержащий 10-20% минералов гранатов, иThe binder obtained by grinding the mixture, including blast furnace slag, a hardening activator, two-water gypsum, contains mountain sand as a hardening activator, wt.%: SiO 2 34.1-39.9; Al 2 O 3 + TiO 2 9.8-11.0; FeO + Fe 2 O 3 12.8-36.1; Na 2 O + K 2 O 1.3-3.2; CaO 11.3-13.7; MgO 4.2-5.7; MnO 0.3-0.55; P 2 O 5 1.7-2.2; pp 8.5 to 15.0, containing 10-20% minerals of pomegranates, and
дополнительно высокоосновный шлак от выплавки металлического марганца, при следующем соотношении компонентов, мас.%:additionally highly basic slag from smelting of manganese metal, in the following ratio of components, wt.%:
а помол осуществляют до удельной поверхности 470-480 м2/кг.and grinding is carried out to a specific surface of 470-480 m 2 / kg.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что полиминеральный состав шлаков и горного песка, содержащего минералы гранаты, и соотношение компонентов обеспечивают многофазовый состав затвердевшего цементного камня. Минеральный состав предлагаемого вяжущего представлен гидросиликатами, гидроалюминатами, гидрогранатами, гидроферритами, гидросульфоалюминатами кальция. Кроме этого, в шлаках и горном песке содержатся в небольших количествах соединения железа, титана, ванадия, марганца, никеля, кобальта и др., которые усиливают процесс гидратации силикатов и алюминатов, активизируют поверхность твердых частиц, усиливают рост кристаллов и, соответственно, увеличивают плотность и прочность вяжущего [3-5].The essence of the claimed invention lies in the fact that the polymineral composition of slag and mountain sand containing garnet minerals and the ratio of components provide a multiphase composition of hardened cement stone. The mineral composition of the proposed binder is represented by hydrosilicates, hydroaluminates, hydrogranates, hydroferrites, calcium hydrosulfoaluminates. In addition, iron, titanium, vanadium, manganese, nickel, cobalt, etc. compounds are contained in small quantities in slag and mountain sand, which enhance the hydration of silicates and aluminates, activate the surface of solid particles, enhance crystal growth and, accordingly, increase the density and binder strength [3-5].
Высокая прочность и плотность вяжущего достигается за счет различной размолоспособности доменного шлака, марганцевого шлака и горного песка и характеризуется после измельчения в шаровой мельнице двумя модулями крупности (0,002-0,008 мм) для марганцевого шлака и (0,04-0,10 мм) для доменного шлака. При гидратации активируются и вступают в реакцию наиболее мелкие частицы, в данном случае шлак от выплавки марганца. Далее в реакцию вступают частицы доменного шлака. Горный песок является наиболее твердым материалом, поэтому гидратация протекает в три стадии, что способствует образованию более плотного и, соответственно, более прочного вяжущего и бетона [4-5]. Состав вяжущего выбран с учетом размолоспособности составляющих компонентов.High strength and density of the binder is achieved due to the different grinding properties of blast furnace slag, manganese slag and mountain sand and is characterized after grinding in a ball mill with two size modules (0.002-0.008 mm) for manganese slag and (0.04-0.10 mm) for blast furnace slag. During hydration, the smallest particles are activated and react, in this case, slag from smelting manganese. Next, the reaction of particles of blast furnace slag. Mountain sand is the hardest material, so hydration proceeds in three stages, which contributes to the formation of denser and, accordingly, more durable binder and concrete [4-5]. The composition of the binder is selected taking into account the grindability of the constituent components.
Перечисленные факторы получения бесклинкерного вяжущего позволяют существенно повысить его прочность, морозостойкость.The listed factors for obtaining a clinker-free binder can significantly increase its strength, frost resistance.
Для получения предлагаемого вяжущего использовали гранулированный доменный шлак ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат», шлак от выплавки металлического марганца Запорожского завода ферросплавов, двуводный гипс - реактивы марки Ч, горный песок ОАО «Химические составы шлаков и песка приведены в табл.1. Составлялись смеси (табл.2) из предварительно просушенных компонентов и размалывались до удельной поверхности 470-480 м2/кг в лабораторной шаровой мельнице, затворялись водой до получения теста стандартной густоты. Изготавливались балочки размером 4×4×16 см с уплотнением на виброплощадке. Твердение осуществляли в гидравлической ванне при температуре 25°С. Испытывали образцы в возрасте 28 суток. Результаты испытаний приведены в табл.3. Предлагаемое вяжущее характеризуется повышенной прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.To obtain the proposed binder, granulated blast furnace slag of Novokuznetsk Metallurgical Plant OJSC, slag from smelting of manganese metal from the Zaporizhzhya ferroalloy plant, two-water gypsum - grade Ch reagents, mountain sand of Slag and Sand Chemical Compositions of Table 1 are used. Mixtures were compiled (Table 2) from pre-dried components and grinded to a specific surface of 470-480 m 2 / kg in a laboratory ball mill, shut with water until a standard density test was obtained. Beams with a size of 4 × 4 × 16 cm were made with compaction on a vibration platform. Hardening was carried out in a hydraulic bath at a temperature of 25 ° C. Tested samples at the age of 28 days. The test results are shown in table.3. The proposed binder is characterized by increased strength, frost resistance and water resistance.
Производство предлагаемого материала позволит утилизировать доменный шлак, горный песок, шлак от выплавки марганца и создать базу для производства дешевого бесклинкерного вяжущего.The production of the proposed material will allow to utilize blast furnace slag, mountain sand, slag from smelting manganese and create the basis for the production of cheap clinker-free binder.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР 1608152, МПК 6 C04B 7/14, 1990.1. A.S. USSR 1608152, IPC 6 C04B 7/14, 1990.
2. А.с. СССР 1303575, МПК 6 C04B 7/14, 1990 (прототип).2. A.S. USSR 1303575, IPC 6 C04B 7/14, 1990 (prototype).
3. Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов. // М., «Металлургия», 1988, с.294-296.3. Gasik M.I., Lyakishev N.P., Emlin B.I. Theory and technology for the production of ferroalloys. // M., "Metallurgy", 1988, S. 294-296.
4. Ларионова З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. // М., Стройиздат, 1977, с.272.4. Larionova Z.M., Nikitina L.V., Garashin V.R. Phase composition, microstructure and strength of cement stone and concrete. // M., Stroyizdat, 1977, p.272.
5. Справочник по химии цемента. / Под редакцией Волконского Б.В. // Л., Стройиздат, 1980, с.221.5. Handbook of cement chemistry. / Edited by B. Volkonsky // L., Stroyizdat, 1980, p.221.
Claims (1)
а помол осуществляют до удельной поверхности 470-480 м2/кг. The binder obtained by grinding the mixture, including blast furnace slag, hardening activator, two-water gypsum, characterized in that it contains mountain sand composition, wt.%: SiO 2 34.1-39.9; Al 2 O 3 + TiO 2 9.8-11.0; FeO + Fe 2 O 3 12.8-36.1; Na 2 O + K 2 O 1.3-3.2; CaO 11.3-13.7; MgO 4.2-5.7; MnO 0.3-0.55; P 2 O 5 1.7-2.2; pp 8.5–15.0, containing 10–20% of garnet minerals, and additionally, highly basic slag from smelting of manganese metal in the following ratio of components, wt.%:
and grinding is carried out to a specific surface of 470-480 m 2 / kg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112506A RU2366627C1 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Binder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112506A RU2366627C1 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Binder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2366627C1 true RU2366627C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112506A RU2366627C1 (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Binder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2366627C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306912A (en) * | 1979-05-31 | 1981-12-22 | Flowcon Oy | Process for producing a binder for slurry, mortar, and concrete |
| SU1110766A1 (en) * | 1982-12-20 | 1984-08-30 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | High-temperature binder |
| SU1303575A1 (en) * | 1985-04-19 | 1987-04-15 | Липецкий политехнический институт | Binder |
| SU1608152A1 (en) * | 1988-08-15 | 1990-11-23 | А.Р.Блажис и Г.С.Ростовска | Binder |
| RU2186043C2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-07-27 | Федынин Николай Иванович | Binding agent |
-
2008
- 2008-03-31 RU RU2008112506A patent/RU2366627C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306912A (en) * | 1979-05-31 | 1981-12-22 | Flowcon Oy | Process for producing a binder for slurry, mortar, and concrete |
| SU1110766A1 (en) * | 1982-12-20 | 1984-08-30 | Киевский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | High-temperature binder |
| SU1303575A1 (en) * | 1985-04-19 | 1987-04-15 | Липецкий политехнический институт | Binder |
| SU1608152A1 (en) * | 1988-08-15 | 1990-11-23 | А.Р.Блажис и Г.С.Ростовска | Binder |
| RU2186043C2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-07-27 | Федынин Николай Иванович | Binding agent |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Гос. издательство литературы по строительным материалам, 1957, с.55. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rashad | A synopsis manual about recycling steel slag as a cementitious material | |
| Özbay et al. | Utilization and efficiency of ground granulated blast furnace slag on concrete properties–A review | |
| Yücel et al. | Strength characteristics and microstructural properties of cement mortars incorporating synthetic wollastonite produced with a new technique | |
| Alwaeli et al. | Recycle option for metallurgical sludge waste as a partial replacement for natural sand in mortars containing CSA cement to save the environment and natural resources | |
| CN102765897B (en) | Composite micro-powder made of mineral slag and steel slag | |
| Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
| Yang et al. | Enhancement of reactivity of calcium hydroxide-activated slag mortars by the addition of barium hydroxide | |
| Wu et al. | Synergistic preparation of high-performance composite blast furnace slag powder from multiple industrial solid wastes: Performance regulation and optimization | |
| Mahmoud et al. | Groundnut shell ash as a partial replacement of cement in sandcrete blocks production | |
| WO2013178967A1 (en) | Cementitious binders, activators and methods for making concrete | |
| Tomosawa et al. | 24 TOWARDS COMPLETELY RECYCLABLE CONCRETE | |
| CN106277881A (en) | A kind of compounded mineral admixture | |
| CN104649599A (en) | Early-strength filling gel material prepared by using solid wastes | |
| RU2186043C2 (en) | Binding agent | |
| Kumar et al. | Compressive strength performance of high strength concretes using binary supplementary cementitious materials | |
| RU2678285C2 (en) | Binding material on basis of activated crushed granular domain slag, fitted for formation of concrete type material | |
| RU2461524C1 (en) | Concrete mixture | |
| RU2366627C1 (en) | Binder | |
| RU2363673C1 (en) | Binder | |
| RU2430043C1 (en) | Clinkerless cement | |
| RU2368577C1 (en) | Binder | |
| RU2376251C1 (en) | Binder | |
| CN110482925A (en) | A kind of high-strength concrete and its preparation process | |
| RU2377200C1 (en) | Binding | |
| RU2363674C1 (en) | Binder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100401 |