[go: up one dir, main page]

RU2430043C1 - Вяжущее бесклинкерное - Google Patents

Вяжущее бесклинкерное Download PDF

Info

Publication number
RU2430043C1
RU2430043C1 RU2010135077/03A RU2010135077A RU2430043C1 RU 2430043 C1 RU2430043 C1 RU 2430043C1 RU 2010135077/03 A RU2010135077/03 A RU 2010135077/03A RU 2010135077 A RU2010135077 A RU 2010135077A RU 2430043 C1 RU2430043 C1 RU 2430043C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
mixture
potassium
hearth
gypsum
Prior art date
Application number
RU2010135077/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Прокопьевич Коробейников (RU)
Анатолий Прокопьевич Коробейников
Анатолий Анатольевич Коробейников (RU)
Анатолий Анатольевич Коробейников
Александр Николаевич Филин (RU)
Александр Николаевич Филин
Ольга Евгеньевна Крашенинникова (RU)
Ольга Евгеньевна Крашенинникова
Ольга Александровна Нуждова (RU)
Ольга Александровна Нуждова
Original Assignee
Анатолий Прокопьевич Коробейников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Прокопьевич Коробейников filed Critical Анатолий Прокопьевич Коробейников
Priority to RU2010135077/03A priority Critical patent/RU2430043C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2430043C1 publication Critical patent/RU2430043C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменного шлака и сталеплавильных шлаков, которое можно использовать для производства бетонных, железобетонных изделий, строительных растворов и сухих строительных смесей. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости вяжущего. Вяжущее, полученное помолом смеси, содержащей, мас.%: доменный шлак - 40-50; двуводный гипс - 4-6; отходы обогащения железных руд 3-6; натрий, или калий, или аммоний углекислые или их смесь - 3-8; сталеплавильный шлак - электросталеплавильный, мартеновский или конверторный - остальное, причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 700 м2/кг. 2 табл.

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерных вяжущих на основе доменного гранулированного шлака, электросталеплавильного или конверторного, или мартеновского или их смеси. Вяжущее может быть использовано в производстве бетонов, растворов, сухих строительных смесей.
Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, нефелиновый шлам, шлак от выплавки стали, активизатор твердения - смесь фтористого калия и жидкого стекла [1]. Недостаток этого вяжущего - неполное использование гидравлической (химической) активности вяжущего, низкая прочность и морозостойкость бетонов.
Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности и достигаемому результату, является вяжущее [2], содержащее доменный гранулированный шлак 40-50%, гипс двуводный - 4-8%, в качестве активизатора твердения - отходы мокрой магнитной сепарации железных руд - 4-5% и электросталеплавильный шлак.
Недостатком этого вяжущего является низкая гидравлическая активность, неполное использование гидравлической активности вяжущего минерала алита (3СаО·SiO2·хН2О), недостаточная прочность и низкая морозостойкость этого вяжущего. Недостатком также является грубый помол 450 м2/кг.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении гидравлической активности клинкерных минералов, повышении прочности и морозостойкости вяжущего.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении прочности и морозостойкости вяжущего путем повышения гидравлической активности клинкерных минералов и снижения крупности помола.
Для достижения изобретением технического результата вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, двуводный гипс, активизатор твердения - отходы обогащения железных руд, отличающийся тем, что содержит сталеплавильные шлаки, а именно электросталеплавильный, конверторный, мартеновский и в качестве карбонатной добавки натрий, или калий, или аммоний углекислые или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
доменный шлак гранулированный 40-50
двуводный гипс 4-6
указанные отходы обогащения железных руд 3-6
натрий, или калий, или аммоний углекислые или их смесь 3-8
электросталеплавильный, мартеновский или
конверторный шлак остальное,
причем помол осуществляют до удельной поверхности 700 м2/кг.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем.
Вяжущее (цемент) является сложной смесью различных минералов. Главными из них являются алит 3CaO·SiO2 и белит 2CaO·SiO2.
Вяжущее на 75% состоит из этих двух минералов [3]. Эти минералы содержатся также в доменном гранулированном шлаке и в сталеплавильных шлаках: в электросталеплавильном, конверторном, мартеновском. При гидратации белит взаимодействует с водой с образованием водного соединения 2CaO·SiO2·xH2O. Гидратация алита происходит по реакции
3CaO·SiO2+H2O→2CaO·SiO2·xH2O+Са(ОН)2
с образованием водного соединения белита, который обладает вяжущими свойствами. При этом образовавшийся гидроксид кальция Са(ОН)2 не обладает вяжущими свойствами и присутствует в бетоне в виде рыхлого порошка [3], фактически это балластный материал в бетоне, который снижает прочность бетонов и растворов. Удалить гидроокись кальция из бетонов и растворов не представляется возможным.
В предлагаемом изобретении рекомендуется добавить в состав вяжущего карбонаты натрия Na2CO3, калия K2CO3, аммония (NH4)2CO3. Эти карбонаты при гидратации взаимодействуют с гидроксидом кальция по реакциям:
Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+2NaOH
K2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+2KOH
с образованием карбоната кальция СаСО3, который при гидратации реагирует с бетоном с образованием вяжущего вещества 2CaO·SiO2·СаСО3·xH2O.
Гидрокарбосиликат 2CaO·SiO2·СаСО3·xH2O является высококачественным веществом [3]. Таким образом, добавка в смесь вяжущего карбонатов натрия, калия, аммония или их смеси позволяет ликвидировать вредное влияние гидроксида кальция Са(ОН)2 и дополнительно значительно повысить качество предлагаемого вяжущего. Наличие в бетоне ионов натрия (калия) сопровождается образованием новых веществ K2O·SiO2·СаСО3·xH2O, Na2O·SiO2·СаСО3·xH2O, которые обладают вяжущими свойствами и, следовательно, дополнительно повышают качество бетонов и растворов.
Изобретение осуществляется следующим образом. Готовят смесь, содержащую доменный гранулированный шлак (40-50%), двуводный гипс (4-6%), карбонат калия, или натрия, или аммония или их смеси (3-8%) и шлаки сталеплавильный, или мартеновский, или конверторный или их смеси. Каждый компонент должен быть просушенный при 115°С до полного удаления влаги. Операция сушки возможна по отдельности каждого компонента или возможна совместная сушка смеси следующих компонентов: шлаки доменный, электросталеплавильный, или мартеновский, или конверторный и отходы обогащения железных ред. Недопустимо применение обезвоженных солей натрия, калия, аммония. Гипс можно применять только двуводный с двумя молекулами воды CaSO4×2H2O. Применение гипса, содержащего воды более двух молекул, исключено. На измельчение в шаровую мельницу подают все компоненты в указанных соотношения. Снижение крупности помола приводит к увеличению вяжущих свойств алита и белита и, следовательно, повышению качества вяжущего. Известно, что на металлургических предприятиях организовано совместное складирование электросталеплавильного и мартеновского или электросталеплавильного и конверторного шлаков либо складирование трех видов шлаков. Разделение смеси шлаков исключено. Поэтому в изобретении предлагается использование всех сталеплавильных шлаков по отдельности и в смесях в различном соотношении. Экспериментально доказана вероятность осуществления предлагаемого способа (таблица 2). На химических предприятиях имеются отходы солей натрия, калия, аммония в различных соотношениях, что позволяет использовать такие смеси в предлагаемом изобретении. В примере (таблица 2) приведены результаты использования этих веществ в различных соотношениях, при этом достигаются одинаковые результаты по качеству вяжущих. Гипс двуводный применяется в производстве в качестве регулятора твердения вяжущих. Отходы обогащения железных руд содержат в своем составе до 11% соединений алюминия, до 3,2% калия и натрия, до 13,7% оксида кальция. Эти вещества обладают вяжущими свойствами и при гидратации выполняют роль активаторов химических реакций и способствуют повышению качества вяжущих.
Пример. Для экспериментов применяли гипс двуводный, отходы обогащения железных руд, доменный гранулированный шлак Новокузнецкого металлургического комбината (ОАО "НКМК"), конверторный шлак ОАО «ЗСМК», электросталеплавильный шлак (свежий) ОАО «НКМК», мартеновский шлак ОАО «НКМК», отмагниченный из отвала. Составы приведены в таблице 1. Пробы просушили при 115°С. Компоненты для смесей размололи в лабораторной мельнице до крупности 700 м2/кг. Приготовленные смеси затворяли водой до получения теста стандартной густоты. Из приготовленных смесей изготовили образцы балочки размером 4×4×16 см и кубики размером 7×7×7 см. Смеси уплотняли на стандартной лабораторной виброплощадке. Твердение опытных образцов выполняли в гидравлической ванне в течение 12 часов при температуре 80°С. Испытания образцов выполняли в возрасте 28 суток. Испытание на морозостойкость проведено по ГОСТу 7025-78. Из результатов исследований следует, что рекомендуемое вяжущее обладает повышенным качеством по сравнению с прототипом.
Разработанный способ позволяет утилизировать отходы металлургических комбинатов и получать высококачественные вяжущие материалы.
Источники информации
1. А.с. СССР 1608152, МКИ 6, С04В 7/14, 1990.
2. Патент РФ 2186043 С2 (51), С04В 7/147.
3. Ларионов З.М., Никитина Л.В., Гарашин В.Р. Фазовый состав, микроструктура и прочность цементного камня и бетона. - М.: Стройиздат, 1977. Стр.55 - 57, 45, 36, 33, 29, 64.
Таблица 1
Материал SiO2 Al2O3+TiO2 FeO+Fe2O3 Fe CaO MgO MnO P2O5 SO3 Na2O+K2O п.п.п
Доменный гранулированный шлак 36,2-42 12,3-17 0,6-2,6 - 38-42,2 4,8-9,9 0,21-1,1 - 0,4-1,2 0,13-0,17 0,1-0,15
Электросталеплавильный шлак 22-26,5 7,1-9,5 1,2-1,7 - 46-47,5 1,4-15,7 1,2-1,5 0,4-0,9 0,2-0,4 0,3-0,4 2,3-3,7
Отходы обогащения железных руд 34,1-39,9 9,8-11 12,8-26,1 2,3-3,5 11,3-13,7 4,2-5,7 0,3-0,55 0,5-0,6 1,7-3,2 1,3-3,2 8,5-15
Мартеновский шлак (немагнитная фракция) 30,0 9,9 12,6 9,5 31,5 10,2 - - - - 2,3
Конверторный шлак 18,32 2,59 20,22 - 44 2,89 7,72 3,63 - - -
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак гранулированный, двуводный гипс, активизатор твердения - отходы обогащения железных руд, отличающееся тем, что содержит сталеплавильные шлаки, а именно электросталеплавильный, конверторный, мартеновский, и в качестве карбонатной добавки натрий, или калий, или аммоний углекислые или их смесь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    доменный шлак гранулированный 40-50 двуводный гипс 4-6 указанные отходы обогащения железных руд 3-6 натрий, или калий, или аммоний углекислые или их смесь 3-8 электросталеплавильный, мартеновский или конверторный шлак остальное

    причем помол осуществляют до удельной поверхности 700 м2/кг.
RU2010135077/03A 2010-08-20 2010-08-20 Вяжущее бесклинкерное RU2430043C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135077/03A RU2430043C1 (ru) 2010-08-20 2010-08-20 Вяжущее бесклинкерное

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010135077/03A RU2430043C1 (ru) 2010-08-20 2010-08-20 Вяжущее бесклинкерное

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2430043C1 true RU2430043C1 (ru) 2011-09-27

Family

ID=44804104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010135077/03A RU2430043C1 (ru) 2010-08-20 2010-08-20 Вяжущее бесклинкерное

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430043C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104310812A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 忻城县红运水泥有限责任公司 绿色生态水泥及其生产方法
WO2019086781A1 (fr) * 2017-10-30 2019-05-09 Saint-Gobain Weber Composition de mortier a base de laitier active par un sous-produit
WO2023001320A1 (zh) * 2022-01-17 2023-01-26 河北工业大学 一种超低碳无熟料水泥及其制备方法和应用
RU2828041C1 (ru) * 2023-12-20 2024-10-07 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Способ изготовления композитного изделия

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
SU1303575A1 (ru) * 1985-04-19 1987-04-15 Липецкий политехнический институт В жущее
SU1608152A1 (ru) * 1988-08-15 1990-11-23 А.Р.Блажис и Г.С.Ростовска В жущее
RU2186043C2 (ru) * 2000-07-11 2002-07-27 Федынин Николай Иванович Вяжущее
RU2312091C1 (ru) * 2006-05-10 2007-12-10 Алексей Петрович Фоменко Сырьевая смесь для изготовления строительных блоков
RU2363673C1 (ru) * 2008-02-29 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Вяжущее
RU2376251C1 (ru) * 2008-07-01 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ГОУ ВПО "СибГИУ" Вяжущее

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
SU1303575A1 (ru) * 1985-04-19 1987-04-15 Липецкий политехнический институт В жущее
SU1608152A1 (ru) * 1988-08-15 1990-11-23 А.Р.Блажис и Г.С.Ростовска В жущее
RU2186043C2 (ru) * 2000-07-11 2002-07-27 Федынин Николай Иванович Вяжущее
RU2312091C1 (ru) * 2006-05-10 2007-12-10 Алексей Петрович Фоменко Сырьевая смесь для изготовления строительных блоков
RU2363673C1 (ru) * 2008-02-29 2009-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Вяжущее
RU2376251C1 (ru) * 2008-07-01 2009-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" ГОУ ВПО "СибГИУ" Вяжущее

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104310812A (zh) * 2014-09-28 2015-01-28 忻城县红运水泥有限责任公司 绿色生态水泥及其生产方法
CN104310812B (zh) * 2014-09-28 2016-05-18 忻城县红运水泥有限责任公司 绿色生态水泥及其生产方法
WO2019086781A1 (fr) * 2017-10-30 2019-05-09 Saint-Gobain Weber Composition de mortier a base de laitier active par un sous-produit
CN111263739A (zh) * 2017-10-30 2020-06-09 圣戈班韦伯公司 基于由副产品活化的炉渣的砂浆组合物
RU2768568C2 (ru) * 2017-10-30 2022-03-24 Сэн-Гобэн Вебер Строительная смесь на основе шлака, активированного побочным продуктом
WO2023001320A1 (zh) * 2022-01-17 2023-01-26 河北工业大学 一种超低碳无熟料水泥及其制备方法和应用
US12116319B2 (en) 2022-01-17 2024-10-15 Hebei University Of Technology Ultralow-carbon clinker-free cement, method for preparing same and application of ultralow-carbon clinker-free cement
RU2829132C1 (ru) * 2023-07-27 2024-10-24 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") Состав сырьевой смеси с техногенными отходами металлургии для производства строительных карбонизированных изделий
RU2828041C1 (ru) * 2023-12-20 2024-10-07 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Способ изготовления композитного изделия
RU2851913C1 (ru) * 2025-03-27 2025-12-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Бесцементное вяжущее

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harrisson Constitution and specification of Portland cement
US11970422B2 (en) Composite cement with improved reactivity and method for manufacturing it
JP5580306B2 (ja) 膨張材およびその製造方法
EP4119517A1 (en) Cement admixture and cement composition
KR102422247B1 (ko) 정련슬래그를 이용한 저탄소 초속경 시멘트 조성물
US20240294433A1 (en) Iron-containing binder
US8663384B2 (en) Cement admixture and cement composition
RU2430043C1 (ru) Вяжущее бесклинкерное
TW202323218A (zh) 水泥混合材、水泥混合材之製造方法及水泥組成物
CN115093146A (zh) 复合激发剂及制备方法和应用
RU2431623C1 (ru) Комплексная добавка для портландцемента
RU2348814C1 (ru) Состав закладочной смеси
RU2363673C1 (ru) Вяжущее
Мирюк Phase composition of belite cements of increased hydraulic activity
RU2232139C1 (ru) Декоративный шлаковый цемент
RU2368577C1 (ru) Вяжущее
RU2829132C1 (ru) Состав сырьевой смеси с техногенными отходами металлургии для производства строительных карбонизированных изделий
Miryuk Environmental Aspects of Resource-Saving Cement Technology
EP4378907A1 (en) Composite binder hardening by carbonation
RU2376251C1 (ru) Вяжущее
US20250289760A1 (en) Cement additives for rapid strength development
RU2521684C1 (ru) Цемент с использованием отходов промышленного производства
CN110436802A (zh) 一种新型混凝土的生产工艺
RU2374193C1 (ru) Вяжущее
RU2366627C1 (ru) Вяжущее