RU2394005C1 - Method of making building blocks - Google Patents
Method of making building blocks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2394005C1 RU2394005C1 RU2009122759/03A RU2009122759A RU2394005C1 RU 2394005 C1 RU2394005 C1 RU 2394005C1 RU 2009122759/03 A RU2009122759/03 A RU 2009122759/03A RU 2009122759 A RU2009122759 A RU 2009122759A RU 2394005 C1 RU2394005 C1 RU 2394005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- water
- fraction
- particle size
- composition
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 87
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 38
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 21
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 18
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 239000011394 gypsum concrete Substances 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- AWFYPPSBLUWMFQ-UHFFFAOYSA-N 2-[5-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-1,3,4-oxadiazol-2-yl]-1-(1,4,6,7-tetrahydropyrazolo[4,3-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1=NN=C(O1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=C2 AWFYPPSBLUWMFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L Ferrous fumarate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000011507 gypsum plaster Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BLIJXOOIHRSQRB-PXYINDEMSA-N n-[(2s)-1-[3-(3-chloro-4-cyanophenyl)pyrazol-1-yl]propan-2-yl]-5-(1-hydroxyethyl)-1h-pyrazole-3-carboxamide Chemical compound C([C@H](C)NC(=O)C=1NN=C(C=1)C(C)O)N(N=1)C=CC=1C1=CC=C(C#N)C(Cl)=C1 BLIJXOOIHRSQRB-PXYINDEMSA-N 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно из отходов металлургического (сталеплавильного) производства.The invention relates to the production of building materials, namely from waste metallurgical (steel) production.
Известен способ приготовления бетонной смеси, включающий смешивание в турбулентном смесителе воды, цемента, песка с последующим смешиванием полученной активированной смеси с крупным заполнителем в низкоскоростном смесителе, в котором, с целью экономии цемента, снижения энергозатрат, в турбулентный смеситель подают последовательно с интервалом 20 с воду, песок в количестве 25-50% от общей массы песка, цемент и перемешивают в течение 40-60 с, затем полученную активированную смесь смешивают в течение 50-60 с в низкоскоростном смесителе с предварительно перемешанными в течение 20-25 с крупным заполнителем и оставшейся частью песка (SU, авторское свидетельство №1645264. А1. М. кл.5 C04B 40/00. Способ приготовления бетонной смеси / Л.М.Глаголева, В.И.Осипова, В.И.Соломатов, С.С.Мелконов, Н.Н.Нагорняк (СССР). - Заявка №4429726/23; заявлено 26.11.1987; опубл. 30.04.1991, Бюл. №16 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №16).A known method of preparing a concrete mixture, comprising mixing water, cement, sand in a turbulent mixer, followed by mixing the resulting activated mixture with coarse aggregate in a low-speed mixer, in which, in order to save cement, reduce energy consumption, water is supplied to the turbulent mixer sequentially at intervals of 20 seconds , sand in an amount of 25-50% of the total mass of sand, cement and mix for 40-60 s, then the resulting activated mixture is mixed for 50-60 s in a low-speed mixer with preliminary tionary blended for 20-25 with coarse aggregate and sand remaining part (SU, Inventor's Certificate №1645264. A1. M. cl. 5 C04B 40/00. A method for preparing a concrete mixture / L.M.Glagoleva, V.I.Osipova , V.I.Solomatov, S.S. Melkonov, N.N. Nagornyak (USSR) - Application No. 4429726/23; claimed on 11/26/1987; publ. 04/30/1991, Bull. No. 16 // Discoveries. Inventions. - 1991. - No. 16).
К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме - утилизация шлаков и травильных растворов металлургического производства и повышения прочности строительных блоков - относятся цикличность технологического процесса: перевалки смешиваемых компонентов из высокоскоростного смесителя в низкоскоростной и обратно; чисто механический контакт компонентов без вступления в какие-либо реакции замещения.The disadvantages of the described method in relation to the problem we are solving - the disposal of slag and pickling solutions of metallurgical production and increasing the strength of building blocks - include the cyclical nature of the process: transshipment of mixed components from a high-speed mixer to a low-speed mixer and vice versa; purely mechanical contact of the components without entering into any substitution reactions.
Известна сырьевая смесь для изготовления строительных блоков, содержащая цемент, песок, заполнитель и воду, в которой в ее состав в качестве заполнителя введены гранулы, полученные вторичной переработкой пластиковых бутылок или другой полиэтиленовой тары, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known raw mix for the manufacture of building blocks containing cement, sand, aggregate and water, in which granules obtained by the recycling of plastic bottles or other plastic containers are introduced into its composition as aggregate, in the following ratio of components, wt.%:
(RU, патент №2268863. С1. МПК C04B 28/04 (2006.01), C04B 18/20 (2006.01), C04B 111/40 (2006.01). Сырьевая смесь для изготовления строительных блоков В.И.Курило (RU). - Заявка №2004122197/03; заявлено 19.07.2004; опубл. 27.01.2006).(RU, patent No. 2268863. C1. IPC C04B 28/04 (2006.01), C04B 18/20 (2006.01), C04B 111/40 (2006.01). The raw material mixture for the manufacture of building blocks V.I. Kurilo (RU). - Application No. 2004122197/03; filed July 19, 2004; publ. January 27, 2006).
Несмотря на привлекательность описанной сырьевой смеси, в которой в качестве вторичного сырья использован пластик, и схожесть некоторых компонентов в композиции (песок, цемент, вода), описанная нейтральная сырьевая смесь из-за гранул, полученных из полиэтиленовой тары и бутылок, не обеспечивает качества строительных блоков как по прочности, так и по качеству. Гладкие пластмассовые шарики (гранулы) из полиэтиленовой тары не обеспечивают сцепления с песком, а цемент не вступает с ними в химические реакции.Despite the attractiveness of the described raw mix, in which plastic is used as secondary raw material, and the similarity of some components in the composition (sand, cement, water), the described neutral raw mix due to granules obtained from plastic containers and bottles does not ensure the quality of building materials. blocks both in strength and in quality. Smooth plastic balls (granules) from polyethylene containers do not provide adhesion to sand, and cement does not react with them in chemical reactions.
Известен способ изготовления гипсобетонных блоков на гипсоцементно - пуццолановом (ГЦП) вяжущем, включающий загрузку в смеситель и перемешивание отдозированных компонентов ГЦП вяжущего, песка, опилок, замедлителя схватывания и воды затворения, вибропрессование полученной смеси в виброформе и распалубку, в котором, в непрерывно работающий смеситель одновременно подают сначала часть отдозированного песка и опилки, а затем остальной песок и воду с замедлителем схватывания, в качестве которого используют, например, упаренный фильтрат отхода производства лимонной кислоты, перемешивают не менее 20 мин, после чего в смеситель подают ГЦП вяжущее и производят окончательное перемешивание не менее 40 с, вибропрессование осуществляют в течение 17-25 с, с усилением прессования 3,5-4,7 МПа, частота колебаний 3000 мин-1 и амплитудой 1-2 мм, а распалубку производят с последующей выдержкой блоков не менее 20 мин.A known method of manufacturing gypsum concrete blocks on a gypsum cement - pozzolanic (GCP) binder, comprising loading into the mixer and mixing the metered components of the GCP of a binder, sand, sawdust, setting retarder and mixing water, vibrocompressing the resulting mixture in a vibration form and formwork, in which the mixer continuously works at the same time, first a portion of the metered sand and sawdust is fed, and then the rest of the sand and water with a setting retarder are used, for example, one stripped off filtrate Yes, citric acid production, stirred for at least 20 minutes, after which a binder of GCP is fed into the mixer and final mixing is performed for at least 40 s, vibrocompression is carried out for 17-25 s, with a compression gain of 3.5-4.7 MPa, the oscillation frequency 3000 min -1 and an amplitude of 1-2 mm, and stripping is carried out with subsequent exposure of the blocks for at least 20 minutes.
Известна также сырьевая смесь для изготовления гипсобетонных блоков на ГЦП вяжущем, состоящем из строительного гипса и пуццоланового портландцемента, включающая ГЦП вяжущее, кварцевый песок, опилки, замедлитель схватывания, в которой в качестве замедлителя схватывания использован упаренный фильтрат отхода производства лимонной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%There is also known a raw material mixture for the production of gypsum concrete blocks on an GPC binder, consisting of building gypsum and pozzolanic Portland cement, including an GCP binder, quartz sand, sawdust, setting retarder, in which an evaporated filtrate from the production of citric acid was used as a setting retarder in the following ratio of components, wt.%
(RU, патент №2086409. С1. МПК6 B28B 3/00, C04B 28/14. Способ изготовления гипсобетонных блоков и сырьевая смесь для их изготовления / Е.В.Скляров, М.П.Солодовников, А.А.Цупикова, Р.Н.Алешина, А.М.Крупкин. - Заявка №95107953/03; заявлено 22.05.1995; опубл. 10.08.1997).(RU, patent No. 2086409. C1. IPC 6 B28B 3/00, C04B 28/14. A method of manufacturing gypsum concrete blocks and the raw material mixture for their manufacture / E.V. Sklyarov, M.P. Solodovnikov, A.A. Tsupikova, R.N. Aleshina, A.M. Krupkin. - Application No. 95107953/03; filed May 22, 1995; publ. August 10, 1997).
К недостаткам описанных способа изготовления блоков и сырьевой смеси относятся большие энергозатраты на производство строительных блоков, в которой в качестве наполнителя использованы опилки древесных культур, которые в период эксплуатации набирают влагу.The disadvantages of the described method of manufacturing blocks and a raw material mixture include the high energy consumption for the production of building blocks, in which sawdust of wood crops, which accumulate moisture during use, is used as a filler.
Известна сырьевая смесь для изготовления строительных блоков, содержащая цемент, кварцевый песок, шлак металлургического производства, вспениватель и воду, которая содержит шлак металлургического производства электросталеплавильный окислительный фракции 3-12 мм в качестве наполнителя, шлак металлургического производства электросталеплавильный окислительный или восстановительный фракции 0-3 мм совместно с отработанным травильным раствором сернокислотного травления черных металлов в качестве вспенивателя при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known raw material mixture for the manufacture of building blocks, containing cement, silica sand, slag of metallurgical production, a blowing agent and water, which contains slag of metallurgical production of an electric furnace oxidizing fraction of 3-12 mm as a filler, slag of metallurgical production of an electric furnace oxidizing or reducing fraction of 0-3 mm together with the spent pickling solution of sulfuric acid pickling of ferrous metals as a blowing agent in the following ratio components, wt.%:
(RU, патент №2312091. С1. МПК C04B 38/10 (2006.01). Сырьевая смесь для изготовления строительных блоков / А.П.Фоменко (RU), Г.К.Лобачева (RU), A.M.Салдаев (RU). - Заявка №2006116083/03; заявлено 10.05.2006; опубл. 10.12.2007, Бюл. №34 // Изобретения. Полезные модели. - 2007. - №34).(RU, patent No. 2312091. C1. IPC C04B 38/10 (2006.01). Raw mix for the manufacture of building blocks / A.P. Fomenko (RU), G.K. Lobacheva (RU), AMSaldaev (RU) .- Application No. 2006116083/03; filed May 10, 2006; publ. December 10, 2007, Bull. No. 34 // Inventions. Utility models. - 2007. - No. 34).
К недостаткам описанной сырьевой смеси для изготовления строительных блоков из шлаков металлургического производства и отработанных травильных растворов черных металлов, содержащих в своем составе окислы цветных и черных металлов, относятся недостаточная их прочность и долговечность из-за низкой молекулярной связи компонентов композиции сырьевой смеси.The disadvantages of the described raw mix for the manufacture of building blocks from slags of metallurgical production and spent pickling solutions of ferrous metals containing non-ferrous and ferrous metal oxides include their insufficient strength and durability due to the low molecular bonding of the components of the raw mix composition.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение сырьевой базы для строительных материалов за счет утилизации отходов сталеплавильного и металлургического производств.The task to which the claimed invention is directed is the expansion of the raw material base for building materials through the disposal of waste from steelmaking and metallurgical industries.
Технический результат - повышение эксплуатационных свойств и прочностных характеристик.The technical result is an increase in operational properties and strength characteristics.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления строительных блоков, предпочтительно из отходов сталеплавильного и металлургического производств, включающем получение композиций из цемента, песка кварцевого, шлака электросталеплавильного окислительного или восстановительного фракции 0-3 мм, шлака электросталеплавильного окислительного фракции 3-12 мм, шлака электросталеплавильного сухой газоочистки фракции 5-100 мкм, отработанные травильные растворы сернокислотного травления черных металлов и воду, перемешивание отдозированных компонентов композиций, подачу воды до получения водовяжущего отношения, раскладку смеси в виброформу, отверждение, распалубку и дозревание, согласно изобретению в однородную вспененную газами подвижную пульпу из металлургического шлака окислительного (первичного) с размерами фракций 0-3 мм и отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов при активном перемешивании подают кварцевый песок с модулем крупности Мкр ≥2,5, портландцемент марки М 400, шлак окислительный (первичный) фракции 3-12 мм в качестве наполнителя, активированный постоянным магнитным полем с индукцией 0,15(0,25 Тл при подаче шлака со скоростью 0,5…2,0 м/мин, католит с окислительно-восстановительным потенциалом 970…1150 мВ с pH=10,6…12,8 в качестве воды затворения и шлак сухой газоочистки сталеплавильного производства фракции 5-100 мкм в качестве отвердителя, активированного постоянным магнитным полем с индукцией 0,25…0,3 5 Тл при подаче шлака со скоростью 0,5…2,5 м/мин.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing building blocks, preferably from waste from steelmaking and metallurgical industries, including the preparation of compositions of cement, silica sand, slag of the electric furnace oxidizing or reducing fraction of 0-3 mm, slag of the electric furnace oxidizing fraction of 3-12 mm , slag of electric steel-smelting dry gas purification fraction 5-100 microns, spent etching solutions of sulfuric acid etching of ferrous metals and do, mixing the dosed components of the compositions, feeding water to obtain a water-binding ratio, laying out the mixture in a vibration form, curing, stripping and ripening, according to the invention, into a homogeneous gas-foamed mobile pulp of oxidative (primary) metallurgical slag with fractions of 0-3 mm and spent pickling a solution of sulfuric acid pickling of ferrous metals with active stirring quartz sand is fed to the module size M cr ≥2,5, 400 M Portland cement, slag oxidizer (primary g) fractions of 3-12 mm as a filler, activated by a constant magnetic field with induction of 0.15 (0.25 T when feeding slag at a speed of 0.5 ... 2.0 m / min, catholyte with a redox potential of 970 ... 1150 mV with pH = 10.6 ... 12.8 as mixing water and dry gas treatment slag for steelmaking of the 5-100 micron fraction as a hardener activated by a constant magnetic field with induction of 0.25 ... 0.3 5 T when slag is fed at a speed 0.5 ... 2.5 m / min.
Изобретение поясняется примерами и иллюстрируется табличными данными.The invention is illustrated by examples and illustrated by tabular data.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention are as follows.
Способ изготовления строительных блоков из отходов сталеплавильного и металлургического производств включает получение композиции, загрузку в смеситель и перемешивание отдозированных компонентов композиции, подачу воды до получения водовяжущего отношения, раскладку смеси в виброформу, отверждение, распалубку, дозревание. В композицию для изготовления строительных блоков включены компоненты при следующем соотношении, мас.%:A method of manufacturing building blocks from waste from steelmaking and metallurgical production includes obtaining a composition, loading into the mixer and mixing the metered components of the composition, supplying water to obtain a water-binding ratio, laying out the mixture in a vibration form, curing, stripping, ripening. The composition for the manufacture of building blocks includes components in the following ratio, wt.%:
Исходными материалами для осуществления способа изготовления строительных блоков из отходов металлургического и сталеплавильного производств являются следующие материалы.The starting materials for implementing the method of manufacturing building blocks from waste from metallurgical and steelmaking are the following materials.
Цемент портланд марки М 400.Portland cement grade M 400.
Песок кварцевый строительный с модулем крупности Мкр ≥2,5 по ГОСТ 8736-85 с влажностью 5%.Building quartz sand with a fineness modulus M cr ≥2.5 according to GOST 8736-85 with a moisture content of 5%.
Отработанный травильный раствор сернокислотного травления черных металлов имеет следующий состав: свободная серная кислота - 9,58-12,1%; железо - 40,64 г/л; медь - 23,52 г/мг/л; никель - 525,9 мг/л; цинк - 5,3 мг/л; марганец - 18,6 мг/л, другие элементы - 0,6-2,8 мг/л.The spent etching solution of sulfuric acid etching of ferrous metals has the following composition: free sulfuric acid - 9.58-12.1%; iron - 40.64 g / l; copper - 23.52 g / mg / l; nickel - 525.9 mg / l; zinc - 5.3 mg / l; manganese - 18.6 mg / l, other elements - 0.6-2.8 mg / l.
Шлак плавильного производства окислительный (первичный) подвергают измельчению и сепарированию. После механического дробления и размола первичный шлак имеет зерновой состав щебня, который представлен в таблице 1. Фракцию с размерами зерен 0-3 мм используют в качестве вспенивателя для получения пористого и высокопористого шлакоблока в качестве тепло- и звукоизоляционного материала. Внешний вид шлака электросталеплавительного окислительного (первичного) - камнеобразная ячеистая масса темно-серого цвета.The oxidative (primary) slag of the smelter is subjected to grinding and separation. After mechanical crushing and grinding, the primary slag has a grain composition of crushed stone, which is presented in table 1. A fraction with grain sizes of 0-3 mm is used as a blowing agent to obtain porous and highly porous cinder block as a heat and sound insulating material. The appearance of oxidizing steel furnace (primary) slag is a stone-like cellular mass of dark gray color.
Шлак плавильного производства фракции 3-12 мм используют в качестве наполнителя. Химический состав шлаков (первичного и вторичного) представлен в таблице 2. Внешний вид шлака электросталеплавильного восстановительного (вторичного) - порошкообразная масса светло-серого цвета. Химический состав шлаков и отходов металлургического производства ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» приведен в таблице 3.The slag of the smelting production of a fraction of 3-12 mm is used as a filler. The chemical composition of the slag (primary and secondary) is presented in table 2. Appearance of the electric steelmaking reducing (secondary) slag is a powdery mass of light gray color. The chemical composition of slags and metallurgical waste products of JSC “VMZ“ Red October ”are shown in table 3.
Шлак сухой газоочистки сталеплавильного производства фракции 5 - 100 мкм при производстве строительных блоков использован в качестве отвердителя.Dry slag gas purification steelmaking fraction 5 - 100 microns in the manufacture of building blocks used as a hardener.
Отработанный травильный раствор сернокислотного травления черных металлов смешивают с металлургическим шлаком окислительным (первичным) с размерами фракций 0-3 мм в массовом отношении твердой фазы (Т - шлак) к жидкой фазе (Ж - раствор травильный) как (3,0…4,5):1.The spent etching solution of sulfuric acid etching of ferrous metals is mixed with oxidative (primary) metallurgical slag with a fraction size of 0-3 mm in the mass ratio of the solid phase (T - slag) to the liquid phase (W - etching solution) as (3.0 ... 4.5 ):one.
При механическом перемешивании и протекании химических реакций образуется вспененная газами подвижная однородная пульпа. Температура смеси при смешивании с 38-40°С увеличивается до 76-82°С. Процесс нейтрализации травильного раствора автотермичен. Время смешивания вспененной массы не менее 15 минут. Водородный показатель пульпы pH=6,0-6,5.During mechanical stirring and chemical reactions, a mobile homogeneous pulp foamed by gases is formed. The temperature of the mixture when mixed with 38-40 ° C increases to 76-82 ° C. The process of neutralizing the etching solution is autothermal. The mixing time of the foamed mass is at least 15 minutes. Hydrogen indicator of pulp pH = 6.0-6.5.
В однородную вспененную газами подвижную пульпу из металлургического шлака окислительного (первичного) с размерами фракций 0-3 мм и отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов при интенсивном перемешивании подают предварительно подготовленный кварцевый песок с модулем крупности Мкр ≥2, портландцемент марки М 400, шлак окислительный (первичный) фракции 3-12 мм в качестве наполнителя. Указанный наполнитель, шлак фракции 3-12 мм, активируют постоянным магнитным полем с индукцией 0,15…0,25 Тл. Массу шлака фракции 3-12 мм перемещают над электромагнитами ленточным транспортером со скоростью 0,5…2,0 м/мин. Качественные и прочностные характеристики строительных блоков после обработки магнитным полем с индукцией 0,05…0,50 Тл представлены в таблице 4. С увеличением индукции магнитного поля пропорционально увеличивается и скорость подачи шлака фракции 3-12 мм, используемого в качестве наполнителя.Pre-prepared quartz sand with a fineness modulus M cr ≥2, Portland cement grade M 400, slag is fed into a homogeneous gas-filled mobile slurry from oxidative (primary) metallurgical slag with fractions of 0-3 mm and spent etching solution of sulfuric acid etching of ferrous metals with vigorous stirring. oxidative (primary) fraction of 3-12 mm as a filler. The specified filler, slag fraction 3-12 mm, activate a constant magnetic field with an induction of 0.15 ... 0.25 T. The slag mass fraction 3-12 mm is moved over the electromagnets by a conveyor belt at a speed of 0.5 ... 2.0 m / min. Qualitative and strength characteristics of building blocks after treatment with a magnetic field with an induction of 0.05 ... 0.50 T are presented in table 4. With an increase in the magnetic field induction, the slag feed rate of a fraction of 3-12 mm used as a filler increases proportionally.
В качестве воды затворения в смеситель для интенсивного перемешивания компонентов композиции подают католит с окислительно-восстановительным потенциалом - 970-1150 мВ с pH=10,6…12,8.As mixing water, a catholyte with a redox potential of 970-1150 mV with a pH of 10.6 ... 12.8 is fed into a mixer for intensively mixing the components of the composition.
Установка для электрохимической активации воды затворения состоит из корпуса, выполненного из диэлектрического материала. В крышке установки смонтирован водоподводящий трубопровод. В корпусе установки размещены катодные и анодные камеры, которые разделены между собой полупроницаемыми перегородками. В нижней части корпуса предусмотрены патрубки для отвода воды с положительным потенциалом (анолит) и отрицательным потенциалом (католит). Патрубки соединены с трубопроводами для подачи воды в смеситель. Патрубки на корпусе установки снабжены вентилями для изменения величины расхода активированной воды. При работе установки поток воды под давлением не более 0,2 МПа (2 кгс/см2) направляют по водоподводящему трубопроводу в корпус установки. Обрабатываемая вода поступает в катодные и анодные камеры. При подаче потенциала напряжением 24 В или 36 В на катоды и аноды в камерах начинается процесс электролиза воды. Вследствие этого в анодной камере получают анолит с pH=3,1…4,6 и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП), равным +430…980 мВ. В катодной камере собирается католит с pH=10,6…12,8 м и ОВП в пределах - 970…1150 мВ. В смеситель подается либо анолит, либо католит.Installation for electrochemical activation of mixing water consists of a housing made of dielectric material. A water supply pipe is mounted in the lid of the installation. The cathode and anode chambers are located in the casing of the installation, which are separated by semipermeable partitions. In the lower part of the casing there are nozzles for water drainage with positive potential (anolyte) and negative potential (catholyte). The nozzles are connected to pipelines for supplying water to the mixer. The nozzles on the unit casing are equipped with valves for changing the flow rate of activated water. During operation of the installation, the flow of water under a pressure of not more than 0.2 MPa (2 kgf / cm 2 ) is sent through a water supply pipeline to the installation casing. The treated water enters the cathode and anode chambers. When a potential of 24 V or 36 V is applied to the cathodes and anodes in the chambers, the process of electrolysis of water begins. As a result of this, anolyte with pH = 3.1 ... 4.6 and redox potential (ORP) of + 430 ... 980 mV is obtained in the anode chamber. In the cathode chamber, catholyte with pH = 10.6 ... 12.8 m and ORP in the range of - 970 ... 1150 mV are collected. Either anolyte or catholyte is fed into the mixer.
В таблице 5 представлена характеристика воды затворения при обработке в электролизере с напряжением на концах электродов 24 В и 36 В.Table 5 presents the characteristic of mixing water during processing in an electrolyzer with a voltage at the ends of the electrodes 24 V and 36 V.
В таблице 6 приведены экспериментальные данные по прочности строительных блоков при подаче в смеситель воды затворения из анолита с pH 3,1-4,6 и ОВП, равным +430-980 мВ, водопроводной воды и католита с pH 10,6 - 12,8 и ОВП, равным - 970-1150 мВ.Table 6 shows the experimental data on the strength of building blocks when feeding mixing water from anolyte with a pH of 3.1-4.6 and an ORP of + 430-980 mV, tap water and catholyte with a pH of 10.6 - 12.8 and ORP equal to - 970-1150 mV.
В качестве отвердителя подают в смеситель шлак сухой газоочистки сталеплавильного производства фракции 5-100 мкм. Шлак фракции 5-100 мкм активируют постоянным магнитным полем с индукцией 0,25…0,35 Тл. В индуктор шлак фракции 5,0-100 мкм подают со скоростью 0,5…2,5 м/мин. С повышением скорости транспортера подачи шлака фракции 5-100 мкм индукцию магнитного поля с 0,25 Тесла увеличивают до 0,35 Тесла. Обработка шлака сухой газоочистки сталеплавильного производства фракции 5-100 мкм в магнитном поле с индукцией 0,25…0,35 Тл изменяет структуру смеси и в целом - строительного блока. Это качественно изменяет прочностные характеристики блоков (см. таблицу 7).As a hardener, slag of dry gas purification of steelmaking production of a fraction of 5-100 microns is fed into the mixer. The slag fraction 5-100 microns is activated by a constant magnetic field with an induction of 0.25 ... 0.35 T. The slag fractions of 5.0-100 microns are fed to the inductor at a speed of 0.5 ... 2.5 m / min. With an increase in the speed of the slag feed conveyor of the fraction 5-100 μm, the magnetic field induction from 0.25 Tesla is increased to 0.35 Tesla. Processing of dry gas treatment slag from steelmaking of the 5-100 micron fraction in a magnetic field with induction of 0.25 ... 0.35 T changes the structure of the mixture and the building block as a whole. This qualitatively changes the strength characteristics of the blocks (see table 7).
Описанные технологические операции по активированию шлака фракции 3-12 мм в качестве наполнителя и шлака фракции 5-100 мкм в качестве отвердителя, а водопроводную воду затворения заменить на католит с pH 10,6…12,8 с ОВП - 970…1150 мВ качественно на новом уровне изменяет процессы взаимодействия компонентов строительной композиции, химические реакции и нейтрализацию среды до pH 6…7 при отверждении блоков. Этим обеспечивается нанотехнология, стимулирующая протекание химических реакций на молекулярном уровне, и получение прочных по механическому составу и экологически безопасных строительных блоков с размерами 190×190×390 мм.The described technological operations for activating slag of a fraction of 3-12 mm as a filler and slag of a fraction of 5-100 μm as a hardener, and replace the mixing tap water with catholyte with a pH of 10.6 ... 12.8 with an ORP of 970 ... 1150 mV, are qualitatively at a new level changes the processes of interaction of components of the building composition, chemical reactions and neutralization of the medium to pH 6 ... 7 during curing of the blocks. This ensures nanotechnology that stimulates the occurrence of chemical reactions at the molecular level, and the production of durable mechanical components and environmentally friendly building blocks with dimensions of 190 × 190 × 390 mm.
Указанные выше отличительные признаки каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи - утилизации отходов сталеплавильного и металлургических производств и получения дешевого строительного материала - и являются существенными. Использование предлагаемого сочетания существенных отличительных признаков в известных уровнях технологий (способов) и сырьевых смесях не обнаружено, следовательно, предлагаемые технология и композиция сырьевой смеси соответствуют критерию патентоспоспособности - «новизна».The above distinguishing features, individually and all together, are aimed at solving the task - the disposal of waste from steelmaking and metallurgical industries and obtaining cheap building material - and are significant. The use of the proposed combination of significant distinguishing features in known levels of technology (methods) and raw material mixtures was not found, therefore, the proposed technology and composition of the raw material mixture meet the patentability criterion of "novelty."
Единая совокупность новых существенных признаков с общеизвестными обеспечивает решение поставленной задачи, является неочевидной для специалистов в данной отрасли и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».A single set of new essential features with the well-known provides a solution to the problem, is not obvious to specialists in this industry and indicates that the claimed technical solution meets the patentability criterion of "inventive step".
Имеющиеся в производстве технологическое оборудование, оснастка, установки и аппараты позволяют осуществить все технологические операции в указанных пределах, т.е. заявленный способ соответствует критерию - техническая производимость и тиражирование для получения указанного выше технического результата.Technological equipment, accessories, installations and apparatuses available in production allow all technological operations to be carried out within the specified limits, i.e. The claimed method meets the criterion of technical productivity and duplication to obtain the above technical result.
Примеры осуществления изобретения. Настоящее изобретение конкретно иллюстрируется следующими примерами реализации заявленного способа изготовления строительных блоков, предпочтительно из отходов сталеплавильного и металлургического производств, которые иллюстрируют и характеризуют сущность технологии и сырьевой смеси, но не ограничивают объем правового использования изобретения.Examples of carrying out the invention. The present invention is specifically illustrated by the following examples of the implementation of the claimed method of manufacturing building blocks, preferably from waste from steelmaking and metallurgical industries, which illustrate and characterize the essence of the technology and the raw material mixture, but do not limit the scope of legal use of the invention.
Пример 1. Металлургический шлак окислительный (первичный) электросталеплавильного цеха №1 ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» путем размола в шаровой мельнице и на виброгрохоте разделяют на фракции в диапазоне помола 0-3 мм, 3-12 мм, 12-31 мм, 31-63 мм (см. табл.1). Содержание пылеватных и глинистых частиц не превышает 3,6% (колонка 12 табл.1). Насыпная масса - 1,76 т/м3. Модуль крупности М кр ≥2 (2,16 и 2,40). 18 мас. частей размолотого шлака фракции до 3 мм (см. данные рецептуры сырьевой смеси в таблице 8, колонка 4) смешивают с четырьмя массовыми частями отработанного травильного раствора травления черных металлов при удалении оксидной пленки с металлов прокатки или волочения. Массу перемешивают в течение 15 минут. В однородную вспененную газами химической реакции подвижную пульпу из металлургического шлака окислительного (первичного) с размерами фракций 0-3 мм и отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов при интенсивном перемешивании подают 4 массовые части кварцевого песка с модулем крупности М кр ≥2 по ГОСТ 8736-85 с влажностью 5-8% и при перемешивании массы равномерно подают в нее 13 массовых частей цемента марки М 400.Example 1. The metallurgical slag oxidizing (primary) electric furnace shop No. 1 of CJSC "Volgograd Metallurgical Plant" Red October "by grinding in a ball mill and vibrating screen is divided into fractions in the grinding range of 0-3 mm, 3-12 mm, 12-31 mm , 31-63 mm (see table 1). The content of silty and clay particles does not exceed 3.6% (column 12 of Table 1). The bulk density is 1.76 t / m 3 . Coarse modulus M cr ≥2 (2.16 and 2.40). 18 wt. parts of ground slag fractions up to 3 mm (see raw mix formula in table 8, column 4) are mixed with four parts by weight of spent pickling solution for ferrous metal pickling while removing the oxide film from rolling or drawing metals. The mass is stirred for 15 minutes. In a homogeneous foamed gas of a chemical reaction, a mobile pulp of oxidative (primary) metallurgical slag with a grain size of 0-3 mm and a spent etching solution of sulfuric acid etching of ferrous metals with intensive stirring serves 4 mass parts of quartz sand with a particle size M cr ≥2 according to GOST 8736- 85 with a moisture content of 5-8% and, while mixing the mass, 13 mass parts of cement grade M 400 are uniformly fed into it.
Согласно данным таблицы 4 (см. строки 5 и 6) шлак окислительный (первичный) фракции 3-12 мм активируют постоянным магнитным полем с индукцией 0,25 Тесла, пропуская шлак фракции 3-12 мм через индуктор со скоростью подачи 0,5 м/мин. Указанный активированный шлак фракции 3-12 мм подают в смеситель в качестве наполнителя и перемешивают в течение 16 минут (см. 1 строку табл.9). Добавляют от 5 до 8 частей католита с pH 12,8 и ОВП - 1150 мВ в качестве воды затворения (см. данные таблиц 5 и 6). Время смешивания вспенивателя, наполнителя, песка, цемента, воды затворения (католита) - 14 минут (см. табл.9). Для отверждения равновесной массы добавляют нерастворимые оксиды неметаллов и металлов из шлака сухой газоочистки фракции 5-100 мкм, активированные в магнитном поле с индукцией 0,35 Тл при скорости подачи 0,5 м/мин (см. данные таблицы 7) от 8 до 12 массовых частей для получения стеклообразной формы смеси. Полученную композицию перемешивают в течение 15 минут. При перемешивании компонентов происходит поляризация макро- и микроструктур, интенсивное протекание химических реакций и подавление щелочной среды до стояния смеси с pH 6…7. Таким образом создается строительная нейтральная смесь с поляризацией молекул ее компонентов. Насыпная плотность полученной вспененной массы по базовой технологии 1386 кг/м3, а в заявленном способе блоки имеют плотность массы 1428 кг/м3 (см. табл.8). Прочность на сжатие блоков в данной композиции с 6,8 увеличилась до 8,4 МПа, а морозостойкость повысилась с 27 до 31 циклов. Дозирование материалов осуществляют объемными или весовыми дозаторами. На однородность песко-шлако-цементной смеси влияет как последовательность загрузки компонентов смеси, так и длительность перемешивания.According to the data in Table 4 (see lines 5 and 6), the oxidative (primary) slag of the 3-12 mm fraction is activated by a constant magnetic field with induction of 0.25 Tesla, passing the slag of the 3-12 mm fraction through the inductor with a feed rate of 0.5 m / min The specified activated slag fraction 3-12 mm is fed into the mixer as a filler and stirred for 16 minutes (see line 1 of table 9). From 5 to 8 parts of catholyte with a pH of 12.8 and an ORP of 1150 mV are added as mixing water (see the data in Tables 5 and 6). The mixing time of the blowing agent, filler, sand, cement, mixing water (catholyte) is 14 minutes (see table 9). To solidify the equilibrium mass, insoluble oxides of nonmetals and metals from dry gas purification slag of a fraction of 5-100 μm, activated in a magnetic field with an induction of 0.35 T at a feed rate of 0.5 m / min (see table 7) from 8 to 12, are added mass parts to obtain a glassy form of the mixture. The resulting composition was stirred for 15 minutes. When the components are mixed, the macro- and microstructures are polarized, the chemical reactions are intensive and the alkaline medium is suppressed until the mixture is at pH 6 ... 7. This creates a building neutral mixture with the polarization of the molecules of its components. The bulk density of the resulting foamed mass according to the basic technology is 1386 kg / m 3 , and in the claimed method, the blocks have a mass density of 1428 kg / m 3 (see table 8). The compressive strength of blocks in this composition increased from 6.8 to 8.4 MPa, and frost resistance increased from 27 to 31 cycles. Dosing of materials is carried out by volume or weight dispensers. The homogeneity of the sand-slag-cement mixture is affected by both the sequence of loading the mixture components and the duration of mixing.
Тщательно перемешивают сырьевую смесь, транспортируют и укладывают в виброформы для образования строительных блоков в виде параллелепипедов с размерами 190×190×380 мм и 190×390×390 мм. Готовые изделия снимают с виброформы не ранее 5-7 минут и выдерживают в течение 12-18 часов при температуре +18…+24°С. После полного вызревания блоков их транспортируют потребителю. В результате получают строительные блоки, отвечающие требованиям стандарта с размерами 190×190×390 мм и 190×390×390 мм. Время схватывания сырьевой смеси после введения активированного отвердителя не превышает 20 минут (см. табл.8-10).The raw mix is thoroughly mixed, transported and placed in vibroforms to form building blocks in the form of parallelepipeds with dimensions 190 × 190 × 380 mm and 190 × 390 × 390 mm. Finished products are removed from the vibration form not earlier than 5-7 minutes and incubated for 12-18 hours at a temperature of + 18 ... + 24 ° C. After complete aging of the blocks, they are transported to the consumer. The result is building blocks that meet the requirements of the standard with dimensions of 190 × 190 × 390 mm and 190 × 390 × 390 mm. The setting time of the raw mixture after the introduction of the activated hardener does not exceed 20 minutes (see tab. 8-10).
Пример 2. Электросталеплавильный шлак цеха №1 и цеха №2 ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь» в качестве компонента в предлагаемую сырьевую смесь готовят так же, как и в примере 1. В состав сырьевой смеси (см. таблицу 8) вводят 15 мас.% цемента марки М 400, 5,5 мас.% кварцевого песка с модулем крупности М кр ≥2,6 мас.% отработанного травильного раствора сернокислотного травления черных металлов, 21 мас.% активированного магнитным полем шлака сталеплавильного производства фракции 0-3 мм, 36 мас.% активированного в магнитном поле шлака фракции 3-12 мм в качестве наполнителя, 10 мас.% шлака сухой газоочистки после магнитной обработки и 8 мас.% католита рН 12,8 и ОВП - 1150 мВ в качестве воды затворения.Example 2. Electric steelmaking slag of workshop No. 1 and workshop No. 2 of ZAO VMZ Krasny Oktyabr as a component in the proposed raw mix is prepared in the same way as in example 1. 15 wt.% Are introduced into the raw mix (see table 8). % cement grade M 400, 5.5 wt.% quartz sand with a particle size modulus M cr ≥2.6 wt.% spent pickling solution of sulfuric acid etching of ferrous metals, 21 wt.% magnetic slag activated steelmaking production fraction 0-3 mm, 36 wt.% Activated in a magnetic field slag fraction 3-12 mm as a filling a heating agent, 10 wt.% slag of dry gas purification after magnetic treatment and 8 wt.% catholyte pH 12.8 and ORP - 1150 mV as mixing water.
Время смешивания отработанных травильных растворов и шлака фракции 0-3 мм составляет 18 минут. Время перемешивания нейтральной вспененной массы (pH до 7,0) с наполнителями в виде песка и активированного в магнитном поле шлака фракции 3-12 мм - 18 минут. Время смешивания гомогенной вспененной массы, активированных наполнителя и отвердителя в виде цемента и шлака сухой газоочистки фракции 5-100 мкм с католитом рН 12,8 и ОВП - 1150 мВ в качестве воды затворения - 18 минут (см. табл.9). Время выдержки строительной смеси, активированной в магнитном поле, в формовочной опалубке - 9 минут. Время дозревания блоков при температуре +20…22°С - не менее 18 часов (см. табл.9). Концентрация жидкости в описанной композиции - 14,29 мас.%. Температура сырьевой смеси при съеме из смесителя - 17,3°С. Плотность сырьевой смеси - 1420 кг/м3 (см. табл.10). Прочность при сжатии в сухом состоянии блока при изготовлении по известной технологии 8,9 МПа, а по заявленному способу 10,9 МПа (см. табл.8). Морозостойкость - 24 цикла по известной технологии и 27 циклов в заявленном способе. Таким образом, представленный способ и композиция вполне приемлемы при изготовлении строительных блоков с привлечением отходов металлургического производства.The mixing time of spent pickling solutions and slag fraction 0-3 mm is 18 minutes. The mixing time of the neutral foam mass (pH up to 7.0) with fillers in the form of sand and slag fraction 3-12 mm activated in a magnetic field is 18 minutes. The mixing time of a homogeneous foamed mass, activated filler and hardener in the form of cement and dry gas cleaning slag of a fraction of 5-100 μm with catholyte pH 12.8 and an ORP of 1150 mV as mixing water is 18 minutes (see table 9). The exposure time of a building mixture activated in a magnetic field in a molding formwork is 9 minutes. The ripening time of the blocks at a temperature of + 20 ... 22 ° C is at least 18 hours (see table 9). The concentration of liquid in the described composition is 14.29 wt.%. The temperature of the raw mix when removed from the mixer is 17.3 ° C. The density of the raw mix is 1420 kg / m 3 (see table 10). The compressive strength in the dry state of the block in the manufacture according to the known technology of 8.9 MPa, and according to the claimed method of 10.9 MPa (see table 8). Frost resistance - 24 cycles according to known technology and 27 cycles in the claimed method. Thus, the presented method and composition are quite acceptable in the manufacture of building blocks involving waste from metallurgical production.
Пример 3. В рецептурах, представленных в таблице 8, показано нарастание массовой доли цемента марки М 400 (соответственно 13, 15 и 17 мас.%), шлака сухой газоочистки фракций 5-100 мкм (соответственно 8, 10 и 12 мас.%), отработанного сернокислотного раствора (соответсвенно 4, 6 и 8 мас.%), шлака плавильного производства фракции 0-3 мм (соответственно 18, 21 и 24 мас.%) и снижение массовой доли шлака плавильного производства с 48 мас.% до 36 и 24 мас.%. Это привело к увеличению объемной массы строительных блоков в сухом состоянии с 1386 до 1479 кг/м3. Одновременно с этим увеличивается прочность на сжатие строительных блоков 6,8 до 9,2 МПа по базовой технологии (см. таблицу 8) и с 8,4 до 11,3 МПа по заявленному способу. Морозостойкость испытуемых блоков в известном способе составила 27, 24 и 29 циклов, а заявленном способе - 31, 27 и 33 цикла, соответственно. Общее время на выполнение технологического процесса в первом примере составило 45 минут, а во втором примере - 54 минуты, в третьем примере - 56 минут (см. таблицу 9). Во всех трех примерах (1, 2, 3, см. таблицу 10) концентрация жидких фракций нарастает соответственно с 9,89 и 14,28 до 16,00 мас.%. Прочность строительных блоков в обеих технологиях в примере 3 достигла 9,2 и 11,3 МПа в сухом состоянии испытуемых блоков.Example 3. In the formulations shown in table 8, an increase in the mass fraction of cement of grade M 400 (respectively 13, 15 and 17 wt.%), Slag of dry gas purification fractions 5-100 μm (respectively 8, 10 and 12 wt.%) Is shown waste sulfuric acid solution (respectively 4, 6 and 8 wt.%), slag of the smelting production fraction 0-3 mm (respectively 18, 21 and 24 wt.%) and a decrease in the mass fraction of slag smelting production from 48 wt.% to 36 and 24 wt.%. This led to an increase in the bulk density of building blocks in the dry state from 1386 to 1479 kg / m 3 . At the same time, the compressive strength of building blocks is increased from 6.8 to 9.2 MPa according to the basic technology (see table 8) and from 8.4 to 11.3 MPa according to the claimed method. Frost resistance of the tested blocks in the known method amounted to 27, 24 and 29 cycles, and the claimed method is 31, 27 and 33 cycles, respectively. The total time to complete the process in the first example was 45 minutes, and in the second example - 54 minutes, in the third example - 56 minutes (see table 9). In all three examples (1, 2, 3, see table 10), the concentration of liquid fractions increases from 9.89 and 14.28 to 16.00 wt.%, Respectively. The strength of the building blocks in both technologies in example 3 reached 9.2 and 11.3 MPa in the dry state of the tested blocks.
Пример 4. В рецептуру строительной смеси введены 9 мас.% цемента той же марки, 2 мас.% песка кварцевого, 10 мас.% отработанного сернокислотного раствора, 16 мас.% восстановительного шлака фракции 0-3 мм, 54 мас.% окислительного шлака фракции 3-12 мм в качестве напонителя, 10 мас.% шлака сухой газоочистки фракции 5-100 мкм и 8 мас.% католита в качестве воды затворения. Время смешивания компонентов приведено в таблице 9, однако приведенная композиция привела к тому, что время отверждения строительной смеси в виброформе увеличилось до 13 минут, а время полного дозревания составило 24 часа. Тем не менее магнитная обработка шлака фракции 3-12 мм и 5-100 мкм и введение в смесь католита в качестве воды затворения (см. табл.8) прочность на сжатие испытуемых блоков с 7,1 МПа увеличили до 8,7 МПа, а их морозостойкость увеличилась с 21 до 24 циклов. Представленные данные в таблицах 8, 9 и 10 свидетельствуют о том, что заявленный способ эффективен и для обработки компонентов в композиции, указанной в примере 4, она имеет право на осуществление, однако время технологического цикла заметно увеличивается.Example 4. In the formulation of the building mixture, 9 wt.% Cement of the same grade, 2 wt.% Quartz sand, 10 wt.% Spent sulfuric acid solution, 16 wt.% Reducing slag fraction 0-3 mm, 54 wt.% Oxidative slag are introduced fractions of 3-12 mm as a reservoir, 10 wt.% slag of dry gas purification fractions of 5-100 microns and 8 wt.% catholyte as mixing water. The mixing time of the components is shown in table 9, however, the composition led to the fact that the curing time of the building mixture in vibroform increased to 13 minutes, and the time of complete ripening was 24 hours. Nevertheless, the magnetic treatment of the slag fraction 3-12 mm and 5-100 microns and the introduction of catholyte into the mixture as mixing water (see Table 8) increased the compressive strength of the test blocks from 7.1 MPa to 8.7 MPa, and their frost resistance increased from 21 to 24 cycles. The data presented in tables 8, 9 and 10 indicate that the claimed method is effective and for processing the components in the composition specified in example 4, it has the right to implement, however, the time of the technological cycle significantly increases.
Пример 5. Шлаки электросталеплавительного производства в качестве компонентов сырьевой смеси готовят аналогичным образом, как в примерах 1-4. В состав сырьевой смеси (см. таблицу 8) вводят 15 мас.% цемента марки М 400, 6,5 мас.% песка кварцевого, 11 мас.% раствора сернокислотного травления черных металлов, 21,5 мас.% шлака фракции 0-3 мм, 30 мас.% шлака фракции 3-12 мм, 8 мас.% шлака сухой газоочистки фракции 5-100 мкм и 8 мас.% воды затворения. В таблице 9 представлены сведения о времени, затраченном на смешивание компонентов. В данной композиции увеличивается время на отверждение блоков в формовочной опалубке и время дозревания каждого блока в естественных условиях. Наблюдается снижение прочности абсолютно сухого блока и его морозостойкость (см. приведенные данные в таблицах 8, 9 и 10). Однако те же компоненты для строительной смеси, активированные в магнитном поле с указанной индукцией, позволяют существенно изменить как прочность, так и морозостойкость блоков (см. строки 11, 12 и 13 табл.8).Example 5. Slag electric furnace production as components of the raw material mixture is prepared in the same manner as in examples 1-4. 15 wt.% Cement of grade M 400, 6.5 wt.% Quartz sand, 11 wt.% Solution of sulfuric acid etching of ferrous metals, 21.5 wt.% Slag fraction 0-3 are introduced into the composition of the raw material mixture (see table 8) mm, 30 wt.% slag fraction 3-12 mm, 8 wt.% slag dry gas purification fraction 5-100 microns and 8 wt.% mixing water. Table 9 provides information on the time taken to mix the components. In this composition, the time for curing the blocks in the molding formwork and the ripening time of each block in vivo are increased. There is a decrease in the strength of an absolutely dry block and its frost resistance (see the data in tables 8, 9 and 10). However, the same components for the building mixture, activated in a magnetic field with the indicated induction, can significantly change both the strength and frost resistance of the blocks (see lines 11, 12 and 13 of Table 8).
Пример 6. Рецептура и сравнительные показателя сырьевой смеси приведены в таблице 8. В данной смеси существенно увеличено содержание цемента марки М 400 до 21 мас.%. При объемной массе 1436 кг/м3 прочность блоков при изготовлении по базовой технологии снизилась до 5,2 МПа, а при изготовлении по заявленному способу лишь до 6,4 МПа. Морозостойкость блоков составила 13 и 15 циклов.Example 6. The recipe and comparative indicators of the raw mix are shown in table 8. In this mixture, the content of cement grade M 400 is significantly increased to 21 wt.%. With a bulk density of 1436 kg / m 3, the strength of the blocks in the manufacture of the basic technology decreased to 5.2 MPa, and in the manufacture of the claimed method only to 6.4 MPa. The frost resistance of the blocks was 13 and 15 cycles.
Таким образом, заявленный способ изготовления строительных блоков с использованием отходов сталеплавильного и металлургического производств промышленно применимо, способствует утилизации шлака и травильных растворов металлургического производства. Изготовление строительных блоков с предлагаемым составом, рецептуры и активацией компонентов, по сравнению с известными из уровня техники технологиями и сырьевыми смесями, не требует капитальной реконструкции существующих технологических линий.Thus, the claimed method of manufacturing building blocks using waste from steelmaking and metallurgical industries is industrially applicable, it contributes to the disposal of slag and pickling solutions of metallurgical production. The manufacture of building blocks with the proposed composition, formulation and activation of components, in comparison with technologies known from the prior art and raw materials mixtures, does not require a major reconstruction of existing production lines.
Циклоновые камеры для смешивания компонентов сырьевой смеси, установки для электролиза воды, приборы для контроля воды, транспортеры, индукторы имеют широкое распространение. В предложенных композициях в качестве наполнителя и пенообразователя использован активированный электросталеплавильный шлак окислительный (первичный). При использовании активированного электросталеплавильного восстановленного (вторичного) в виде порошка светло-серого цвета прямые затраты на производство строительных блоков снижается на 55-68%. Вторичный шлак требует только сепарации на фракции и удаления железа.Cyclone chambers for mixing raw material components, water electrolysis plants, water control devices, conveyors, inductors are widespread. In the proposed compositions as the filler and foaming agent used is activated oxidized electric steelmaking slag (primary). When using activated electric steelmaking reduced (secondary) in the form of a light gray powder, the direct cost of producing building blocks is reduced by 55-68%. Secondary slag requires only fractionation and iron removal.
Химический состав отходов металлургического производства ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь»table 2
The chemical composition of metallurgical wastes of JSC "VMZ" Red October "
тельный со шлакового двора ЭСПЦ- 1 и ЭСПЦ-2, %Slag is restored
solid from the slag yard of ESPC-1 and ESPC-2,%
ных выбросов в ЭСПЦ - 1 (шлак сухой газоочистки), %Gas cleaning dust unorganized -
emissions in the ESPC - 1 (dry gas slag),%
Анализ отходов сталеплавильного производства в ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь» (по данным центральной заводской лаборатории ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь»)Table 3
Analysis of steelmaking waste at CJSC Volgograd Metallurgical Plant Krasny Oktyabr (according to the central factory laboratory of ZAO VMZ Krasny Oktyabr)
Сравнительная характеристика воды затворения в анодной и катодной камерахTable 5
Comparative characteristics of mixing water in the anode and cathode chambers
Рецептура и сравнительные показатели сырьевых смесейTable 8
Recipe and comparative indicators of raw mixes
Технологические параметры и рецептура сырьевой смеси на основе отходов сталеплавильного производства ЗАО «Волгоградский металлургический завод «Красный Октябрь»Table 9
Technological parameters and formulation of the raw material mixture based on waste from steelmaking of Volgograd Metallurgical Plant Krasny Oktyabr CJSC
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009122759/03A RU2394005C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of making building blocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009122759/03A RU2394005C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of making building blocks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2394005C1 true RU2394005C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009122759/03A RU2394005C1 (en) | 2009-06-15 | 2009-06-15 | Method of making building blocks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2394005C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625388C2 (en) * | 2015-08-11 | 2017-07-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Method of producing fillers for building materials |
| CN115424868A (en) * | 2022-08-30 | 2022-12-02 | 同济大学 | Graphene-coated nickel foam/cement structure supercapacitor and preparation and application thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2016885C1 (en) * | 1991-05-21 | 1994-07-30 | Гусев Борис Владимирович | Method of concrete mixture preparing |
| WO2004050582A1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-06-17 | Advanced Materials Technologies, Llc | Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof |
| RU2312091C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-12-10 | Алексей Петрович Фоменко | Raw material mix for manufacture of building blocks |
-
2009
- 2009-06-15 RU RU2009122759/03A patent/RU2394005C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2016885C1 (en) * | 1991-05-21 | 1994-07-30 | Гусев Борис Владимирович | Method of concrete mixture preparing |
| WO2004050582A1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-06-17 | Advanced Materials Technologies, Llc | Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof |
| RU2312091C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-12-10 | Алексей Петрович Фоменко | Raw material mix for manufacture of building blocks |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625388C2 (en) * | 2015-08-11 | 2017-07-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Method of producing fillers for building materials |
| CN115424868A (en) * | 2022-08-30 | 2022-12-02 | 同济大学 | Graphene-coated nickel foam/cement structure supercapacitor and preparation and application thereof |
| CN115424868B (en) * | 2022-08-30 | 2023-08-29 | 同济大学 | Graphene-coated nickel foam/cement structure supercapacitor and its preparation and application |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100534945C (en) | Chemical industrial gypsum building materials and preparation method thereof | |
| CN111217562A (en) | Red mud-based sewage treatment agent and preparation method thereof, red mud-based ceramsite concrete and preparation method and application thereof | |
| CN109970378B (en) | Preparation process of solid waste base gelling material based on synergistic theory and carbonization/high temperature technology | |
| CN114751662B (en) | Preparation method of alkaline steel slag activity excitant and steel slag cementing material | |
| KR20120066769A (en) | Manufacture and composition of high strength concrete using fine aggregate from fe-ni slag | |
| CN115417653A (en) | Method for solidifying and stabilizing fly ash by cooperation of phosphogypsum and acid wastewater and post-treatment | |
| CN102765918B (en) | A method for producing aerated blocks by doping vanadium ore tailings | |
| CN110040997B (en) | Nano-nucleating early strength agent for metakaolin as well as preparation method and application of nano-nucleating early strength agent | |
| JP2023182466A (en) | Admixtures for hydraulic compositions and hydraulic compositions | |
| RU2394005C1 (en) | Method of making building blocks | |
| JP5861611B2 (en) | Neutralizing treatment method of raw consludge | |
| CN106746858B (en) | A kind of preparation method of the mineral admixture slurry of high-performance prefabricated component | |
| CN107954647A (en) | A kind of building refuse concrete brick | |
| CN108585721A (en) | Electrolytic manganese residues and steel slag tailing slurry comprehensive resource utilize method | |
| CN115093146A (en) | Composite excitant and preparation method and application thereof | |
| CN114163148A (en) | A kind of solid waste-based cementitious material for desulfurization tailings containing molten iron and preparation method thereof | |
| CN101007716A (en) | High-intensity little clinker manganese slag bake-free brick formula | |
| CN114716219A (en) | A kind of cementitious material for solidifying heavy metal and its application | |
| CN107814497A (en) | Binder, method for producing cured mortar, and cured mortar produced by the method | |
| CN108083702A (en) | A kind of environment friendly wall brick production technology | |
| CN103896534A (en) | Method for preparing porous materials with rare earth tailings | |
| CN1012572B (en) | Preparation of aerated concrete by using converter steel slag | |
| RU2312091C1 (en) | Raw material mix for manufacture of building blocks | |
| JP6641558B2 (en) | Hydrogen sulfide gas adsorbent | |
| CN101781108A (en) | Brick making method by recycling residue precipitate after sulfur acid contained industrial sewage treatment |