RU2749005C1 - Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials - Google Patents
Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749005C1 RU2749005C1 RU2020120140A RU2020120140A RU2749005C1 RU 2749005 C1 RU2749005 C1 RU 2749005C1 RU 2020120140 A RU2020120140 A RU 2020120140A RU 2020120140 A RU2020120140 A RU 2020120140A RU 2749005 C1 RU2749005 C1 RU 2749005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alkaline
- amount
- marl
- minutes
- silicified
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- -1 sodium fluorosilicate Chemical compound 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 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
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxosilane oxo(oxoalumanyloxy)alumane oxygen(2-) Chemical compound [O--].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052627 muscovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/12—Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
- C04B7/13—Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонов и растворов на основе вяжущих щелочной активации.The invention relates to the building materials industry and can be used in the manufacture of concretes and solutions based on binders of alkaline activation.
Известен способ получения шлакощелочного вяжущего и включает обезвоживание гранулированного шлака доменного или электротермофосфорного и вулканического пепла в сушильных барабанах при температуре 150-250°С, охлаждение в холодильниках до температуры 20-85°С, дозирование в шнековом смесителе непрерывного действия, измельчение в мельнице центробежно-ударного действия до удельной поверхности 280-500 м2/кг закрытого типа и последующее затворение щелочным активатором состава, мас. %: 20-25%-ный водный раствор гидроксида натрия NaOH или кальцинированной соды 20-75, жидкое стекло плотностью 1,15-1,26 г/см3 25-75, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный шлак 81,80-94,20, щелочной активатор (на сухое) 3,85-7,27, вулканический пепел 1,92-9,09, лигносульфанат технический - ЛСТ в количестве 0,2-1,0% от массы шлака в пересчете на сухие вещества (патент №2370466., опубл. 20.10.2009 г.).A known method of producing a slag-alkaline binder and includes dewatering granular slag of blast-furnace or electrothermophosphoric and volcanic ash in drying drums at a temperature of 150-250 ° C, cooling in refrigerators to a temperature of 20-85 ° C, dosing in a continuous screw mixer, grinding in a centrifugal mill. impact action to a specific surface of 280-500 m 2 / kg of closed type and subsequent mixing with an alkaline activator of the composition, wt. %: 20-25% aqueous solution of sodium hydroxide NaOH or soda ash 20-75, liquid glass with a density of 1.15-1.26 g / cm 3 25-75, with the following ratio of components, wt. %: the specified slag 81.80-94.20, alkaline activator (dry) 3.85-7.27, volcanic ash 1.92-9.09, technical lignosulfonate - LST in an amount of 0.2-1.0% from the mass of slag in terms of dry matter (patent No. 2370466., publ. 20.10.2009).
Недостатком изобретения можно считать сложность технологического процесса получения шлакощелочного вяжущего, заключающегося в невозможности осуществления без определенного оборудования.The disadvantage of the invention can be considered the complexity of the technological process of obtaining a slag-alkaline binder, which consists in the impossibility of implementation without certain equipment.
Известен способ приготовления вяжущего щелочной активации, заключающийся в совместном тонком измельчении доменного гранулированного шлака и добавки из цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения в соотношении 1:(0,05-0,1), затворенных щелочным раствором натриевого жидкого стекла (патенту RU 2273610 от 15.11.2004 г., опубл. 10.04.2006 г.).There is a known method of preparation of an alkaline activation binder, which consists in joint fine grinding of granulated blast furnace slag and additives from the zeolite-containing rock of the Tatar-Shatrshansk deposit in a ratio of 1: (0.05-0.1), sealed with an alkaline solution of sodium water glass (patent RU 2273610 from 15.11 .2004, publ. 04/10/2006).
Недостатком изобретения является дефицитность кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения, доступной только для данного региона, что усложняет и делает трудоемким процесс осуществления способа, ограничивая при этом сырьевую базу. К тому же получение указанных показателей прочности возможно только в масштабах лаборатории, так как на производстве создание соответствующих условий выдерживания в воде не представляется возможным.The disadvantage of the invention is the scarcity of the siliceous zeolite-containing rock of the Tatar-Shatrshansk deposit, available only for this region, which complicates and makes the process of implementing the method laborious, while limiting the raw material base. In addition, obtaining the indicated strength indicators is possible only on a laboratory scale, since it is not possible to create appropriate conditions for aging in water in production.
Техническое решение, получаемое мокрым помолом гранитного отсева до суспензии влажностью 14-22% и перемешиванием ее с кремнефтористым натрием в течение 5 мин с последующим перемешиванием с жидким стеклом в течение 3 мин при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло 25-30, суспензия 62-71, кремнефтористый натрий 4-8 (патенту RU 2554981 от 06.08.2014 г, опубл. 10.07.2015 г).The technical solution obtained by wet grinding granite screening to a suspension with a moisture content of 14-22% and mixing it with sodium fluorosilicate for 5 minutes, followed by mixing with water glass for 3 minutes at the following ratio of components, wt. %: liquid glass 25-30, suspension 62-71, sodium fluorosilicate 4-8 (patent RU 2554981 dated 06.08.2014, publ. 10.07.2015).
Недостатком изобретения является незначительно высокие показатели прочности при всей сложности и энергоемкости процесса получения вяжущего, заключающегося в приготовлении мокрой алюмосиликатной суспензии с соблюдением определенной влажности.The disadvantage of the invention is the slightly high strength indicators with all the complexity and energy intensity of the process of obtaining a binder, which consists in the preparation of a wet aluminosilicate suspension in compliance with a certain humidity.
Известно изобретение., заключающееся в измельчении в порошок габбро-диабаза, затворяемого раствором щелочного активатора, без шлака или совместно со шлаком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: габбро-диабаз - 81,4-94,4, указанный шлак - 0-14,4, NaOH - 4,2-7,4, вода - до В/Т 0,13 (патент №2395469 от 04.05.2009 г., опубл. 27.07.2010 г.).The invention is known., Which consists in grinding gabbro-diabase into powder, mixed with a solution of an alkaline activator, without slag or together with slag, with the following ratio of components, wt. %: gabbro-diabase - 81.4-94.4, the specified slag - 0-14.4, NaOH - 4.2-7.4, water - up to W / T 0.13 (patent No. 2395469 dated 05/04/2009 g., publ. 07/27/2010).
Недостаток изобретения состоит в том, что процесс приготовления связан с необходимостью прессования формовочной смеси для получения требуемой прочности бетона. К тому же использование высококонцентрированного щелочного раствора может привести к образованию высолов на поверхности получаемых бесклинкерных композитов, что может способствовать развитию коррозионных процессов.The disadvantage of the invention is that the preparation process is associated with the need to press the molding mixture to obtain the required concrete strength. In addition, the use of a highly concentrated alkaline solution can lead to the formation of efflorescence on the surface of the resulting clinker-free composites, which can contribute to the development of corrosion processes.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение, включающее способ получения кислотоупорного вяжущего путем обжига при температуре 600-650°С, измельченной до удельной поверхности 640 м2/кг каолинитовой глины, который смешивают с вулканическим туфом измельченным до удельной поверхности 520 м2/кг, полученную смесь вводят кремнефтористый натрий и щелочной активатор из жидкого стекла с модулем крупности 2,8 и плотностью 1,24 г/см3 и гидроксида натрия, гидрофобизирующую жидкость, и осуществляют перемешивание при следующем соотношении компонентов, мас. %: метакаолин 25,6-61,2, вулканический туф 21,4-51,2, жидкое стекло 11,0-13,0, гидроксид натрия 0,6-1,0, кремнефтористый натрий 5-8, ГКЖ-11 0,8-1,2. (RU 2664083 от 15.08.2017 г., опубл. 15.08.2018 г)The closest to the claimed invention is a technical solution that includes a method for producing an acid-resistant binder by firing at a temperature of 600-650 ° C, crushed to a specific surface area of 640 m 2 / kg of kaolinite clay, which is mixed with volcanic tuff crushed to a specific surface area of 520 m 2 / kg , the resulting mixture is introduced sodium silicofluoride and an alkaline activator made of water glass with a particle size modulus of 2.8 and a density of 1.24 g / cm 3 and sodium hydroxide, a hydrophobizing liquid, and stirring is carried out at the following ratio of components, wt. %: metakaolin 25.6-61.2, volcanic tuff 21.4-51.2, water glass 11.0-13.0, sodium hydroxide 0.6-1.0, sodium fluorosilicate 5-8, GKZh-11 0.8-1.2. (RU 2664083 from 15.08.2017, publ. 15.08.2018)
Недостатком изобретения является ограниченность запасов, а также тепловая обработка при температуре 700°С, которая является необходимым звеном для получения технического результата.The disadvantage of the invention is the limited reserves, as well as heat treatment at a temperature of 700 ° C, which is a necessary link to obtain the technical result.
Техническим результатом является повышение эффективности путем снижения себестоимости и улучшения физико-механических свойств конечного продукта, а также расширение сырьевой базы бесклинкерной технологии, за счет использования активированных щелочным раствором отходов цементной промышленности, не требующих тепловой обработки и длительного измельчения.The technical result is to increase efficiency by reducing the cost and improving the physical and mechanical properties of the final product, as well as expanding the raw material base of clinker-free technology, through the use of alkaline-activated cement industry wastes that do not require heat treatment and long-term grinding.
Технический результат достигается за счет предлагаемого способа, заключающегося в использовании аспирационной пыли электрофильтров в пределах 33,6-66,2, вращающихся печей с удельной поверхностью 280 м2/кг с последующим смешиванием ее в течение 2 минут с окремненным мергелем в количестве 21,4-51,2, предварительно измельченным в течение 30 минут до удельной поверхности 550 м2/кг, с дальнейшей активацией в течение 2-3 минут щелочным раствором на основе гидроксида натрия в диапазоне 11,8-14,2, жидкого стекла натриевого в количестве 0,6-1,0 с силикатным модулем 2,4 и плотностью 1,42 г/см3.The technical result is achieved due to the proposed method, which consists in the use of aspiration dust of electrostatic precipitators in the range of 33.6-66.2, rotary furnaces with a specific surface area of 280 m 2 / kg, followed by mixing it for 2 minutes with silicified marl in the amount of 21.4 -51.2, pre-crushed for 30 minutes to a specific surface area of 550 m 2 / kg, with further activation for 2-3 minutes with an alkaline solution based on sodium hydroxide in the range of 11.8-14.2, sodium water glass in an amount 0.6-1.0 with a silicate modulus of 2.4 and a density of 1.42 g / cm 3 .
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Для приготовления щелочного вяжущего использовались следующие компоненты: аспирационная пыль электрофильтров вращающейся клинкерообжигательной печи, окремненный мергель (Харачоевский карьер, ЧР), раствор гидроксида натрия и жидкого стекла натриевого с силикатным модулем 2,8 и плотностью 1,42 г/см3. Оптимальная дозировка всех компонентов вяжущей системы была определена лабораторными испытаниями.For the preparation of an alkaline binder, the following components were used: aspiration dust from electrostatic precipitators of a rotating clinker kiln, silicified marl (Kharachoevsky quarry, Czech Republic), a solution of sodium hydroxide and sodium water glass with a silicate modulus of 2.8 and a density of 1.42 g / cm 3 . The optimum dosage of all components of the binder system has been determined in laboratory tests.
Приготовление щелочного вяжущего происходит следующим образом:The preparation of an alkaline binder is as follows:
Аспирационная пыль, собранная с электрофильтров вращающихся печей цементного завода, использовалась в естественном виде, удельная поверхность ее составила 280 м2/кг, она не подвергалась каким либо технологическим воздействиям.Aspiration dust collected from the electrostatic precipitators of the rotary kilns of the cement plant was used in its natural form, its specific surface was 280 m 2 / kg, it was not subjected to any technological influences.
Привезенный с карьера окремненный мергель подвергался предварительному измельчению в лабораторной щековой дробилке до крупки. Далее измельченный материал выдерживали в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение 2 часов. Навеску высушенного материала подвергали измельчению в течение 30 минут в лабораторной роликовой мельнице. Удельная поверхность окремненного мергеля составила 550 м2/кг.The silicified marl brought from the quarry was subjected to preliminary grinding in a laboratory jaw crusher to crumbs. Next, the crushed material was kept in an oven at a temperature of 105 ° C for 2 hours. A portion of the dried material was subjected to grinding for 30 minutes in a laboratory roller mill. The specific surface area of the silicified marl was 550 m 2 / kg.
Энергодисперсионный микроанализ исследуемых порошков, выполненный с помощью растрового электронного микроскопа Quanta 3D 200 i, показал существенное определенную схожесть в химическом составе минеральных компонентов:Energy dispersive microanalysis of the studied powders, performed using a Quanta 3D 200 i scanning electron microscope, showed a significant certain similarity in the chemical composition of the mineral components:
- окремненный мергель: MgO=1,10; Al2O3=5,47; SiO2=28,7; Na2O=1,09; CaO=61,53; Fe2O3=2,12.- silicified marl: MgO = 1.10; Al 2 O 3 = 5.47; SiO 2 = 28.7; Na 2 O = 1.09; CaO = 61.53; Fe 2 O 3 = 2.12.
- аспирационная пыль, %: MgO=0,97; Al2O3=4,68; SiO2=20,31; K2O=6,43; CaO=64,15; Fe2O3=3,47.- aspiration dust,%: MgO = 0.97; Al 2 O 3 = 4.68; SiO 2 = 20.31; K 2 O = 6.43; CaO = 64.15; Fe 2 O 3 = 3.47.
Активность приготовленных минеральных порошков изучалась по стандартной методике с использованием прибора Вика, и испытанием образцов-балочек размером 40×40×160 мм, приготовленных на монофракционном Вольском песке.The activity of the prepared mineral powders was studied according to a standard technique using a Vic's device, and by testing sample beams 40 × 40 × 160 mm in size, prepared on monofractional Volsky sand.
Результаты исследований приводятся в таблице 1. Параметры способа обоснованы экспериментально и представлены на рисунках и в таблицах.The research results are shown in table 1. The parameters of the method are substantiated experimentally and are presented in figures and tables.
Полученные данные подтверждают реакционную активность аспирационной пыли электрофильтров вращающихся печей, при затворении ее натриевым жидким стеклом, водой и натриевым жидким стеклом с ускорителем твердения кремнефтористым натрием. Тонкодисперсный порошок из окремненного мергеля проявляет вяжущие свойства только при затворении натриевым жидким стеклом с ускорителем твердения кремнефтористым натрием, поэтому его целесообразней использовать в качестве наполнителя в предлагаемой вяжущей системе.The data obtained confirm the reactivity of the aspiration dust of electrostatic precipitators of rotating furnaces, when it is mixed with sodium liquid glass, water and sodium liquid glass with a solidification accelerator with sodium fluorosilicate. Fine powder of silicified marl exhibits astringent properties only when mixed with sodium liquid glass with a hardening accelerator sodium fluorosilicate, therefore it is more expedient to use it as a filler in the proposed binding system.
Полученные тонкодисперсные минеральные порошки, в соответствующем количестве тщательно перемешивают в течение 2 минут. Далее в подготовленные композиции добавляют в заданном соотношении щелочной активатор следующего состава (жидкое стекло натриевое с силикатным модулем 2,4, плотностью 1,42 г/см3 и гидроксид натрия) и перемешивают в течение 2-3 минут.The resulting finely dispersed mineral powders are thoroughly mixed in an appropriate amount for 2 minutes. Next, an alkaline activator of the following composition (sodium water glass with a silicate modulus of 2.4, density of 1.42 g / cm 3 and sodium hydroxide) is added to the prepared compositions in a given ratio and stirred for 2-3 minutes.
Приготовленные образцы сначала твердеют в нормальных условиях при температуре 20±2°С, через 2 суток образцы помещают в сушильный шкаф при температуре 50°С на пару часов в течение 28 суток. Далее полученные лабораторные образцы подвергали испытанию для определения физико-механических свойств, результаты испытаний, в сравнении с аналогами, представлены в таблице 2.The prepared samples are first hardened under normal conditions at a temperature of 20 ± 2 ° C, after 2 days the samples are placed in an oven at a temperature of 50 ° C for a couple of hours for 28 days. Further, the obtained laboratory samples were tested to determine the physical and mechanical properties, the test results, in comparison with analogues, are presented in table 2.
Полученные образцы исследовали методами электронно-зондовой микроскопии и рентгенофазового анализа. Результаты показали, что полученная композиция характеризуется массивной неоднородной структурой (фиг. 1 а, б). В полостях, микротрещинах и межкристаллических пространствах развиты игольчатые кристаллы (длиной до 200-300 мкм) сульфоалюминатов кальция (фиг. в), иногда срастающиеся в «войлочные» агрегаты; в ассоциации с сульфоалюминатами присутствует тонковолокнистый гипс. В полостях часто отмечаются также пластинчатые кристаллы гидроалюминатов кальция (фиг. 1 г). Химический состав варьирует в агрегатах с разными структурно-текстурными особенностями (фиг. 1 б, в): присутствуют массивные скрытокристаллические агрегаты, сложенные гидратированными кальциевыми силикатами (таблица 3).The samples obtained were examined by electron probe microscopy and X-ray phase analysis. The results showed that the resulting composition is characterized by a massive inhomogeneous structure (Fig. 1 a, b). In cavities, microcracks and intercrystalline spaces, acicular crystals (up to 200-300 microns long) of calcium sulfoaluminates are developed (Fig. C), sometimes growing together into "felt" aggregates; fine-fiber gypsum is present in association with sulfoaluminates. Lamellar crystals of calcium hydroaluminates are often observed in the cavities (Fig. 1d). The chemical composition varies in aggregates with different structural and textural features (Fig. 1 b, c): there are massive cryptocrystalline aggregates composed of hydrated calcium silicates (Table 3).
По результатам рентгенофазового анализа цементного щелочного камня с использованием аспирационной пыли и мергеля, установлено присутствие кальцита, кварца, ларнита, полевых шпатов разного состава, оксида магния; проявлены слабо выраженные рефлексы, свойственные мусковиту (2Θ~8,8-8,9) и цеолитам (фиг. 2).According to the results of X-ray phase analysis of cement alkaline stone using aspiration dust and marl, the presence of calcite, quartz, larnite, feldspars of various compositions, magnesium oxide was established; weakly pronounced reflexes characteristic of muscovite (2Θ ~ 8.8-8.9) and zeolites (Fig. 2) were shown.
В представленной рецептуре щелочных вяжущих, за счет присутствия в его составе реакционно активных компонентов, оптимизированы процессы формирования структуры и прочности в проектируемом материале и, соответственно, тем самым повышены физико-механические характеристики.In the presented formulation of alkaline binders, due to the presence of reactive components in its composition, the processes of formation of structure and strength in the designed material are optimized and, accordingly, the physical and mechanical characteristics are increased.
Таким образом, заявляемый способ получения щелочного вяжущего способствует повышению эффективности бесклинкерных строительных композитов, путем снижения себестоимости и улучшения физико-механических свойств конечного продукта, а также способствует расширению сырьевой базы бесклинкерной технологии, за счет использования активированных щелочным раствором отходов цементной промышленности, не требующих тепловой обработки и длительного измельчения.Thus, the inventive method for producing an alkaline binder helps to increase the efficiency of clinker-free building composites, by reducing the cost and improving the physical and mechanical properties of the final product, and also contributes to the expansion of the raw material base of clinker-free technology, due to the use of alkaline-activated cement industry waste that does not require heat treatment and long grinding.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120140A RU2749005C1 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120140A RU2749005C1 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2749005C1 true RU2749005C1 (en) | 2021-06-02 |
Family
ID=76301227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020120140A RU2749005C1 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2749005C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2243175C1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью НПП "КРОНА-СМ" | Binding agent (variants) |
| RU2395469C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-07-27 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС) | Gabbro-diabase based mineral-alkaline binder |
| RU2411201C2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-02-10 | Александр Витальевич Ковалев | Ultrafine binding material |
| US20150032385A1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Battelle Memorial Institute | Methods of Analyzing Massively Parallel Sequencing Data |
| RU2554981C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Aluminosilicate acid-resistant binding agent, and method for its obtaining |
| RU2664083C1 (en) * | 2017-08-15 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Method for obtaining the acid resistant binder |
-
2020
- 2020-06-11 RU RU2020120140A patent/RU2749005C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2243175C1 (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью НПП "КРОНА-СМ" | Binding agent (variants) |
| RU2411201C2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-02-10 | Александр Витальевич Ковалев | Ultrafine binding material |
| RU2395469C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-07-27 | Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС) | Gabbro-diabase based mineral-alkaline binder |
| US20150032385A1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Battelle Memorial Institute | Methods of Analyzing Massively Parallel Sequencing Data |
| RU2554981C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Aluminosilicate acid-resistant binding agent, and method for its obtaining |
| RU2664083C1 (en) * | 2017-08-15 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" | Method for obtaining the acid resistant binder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sarkar et al. | Partial replacement of metakaolin with red ceramic waste in geopolymer | |
| Huseien et al. | Compressive strength and microstructure of assorted wastes incorporated geopolymer mortars: Effect of solution molarity | |
| Tchadjie et al. | Enhancing the reactivity of aluminosilicate materials toward geopolymer synthesis | |
| Tchadjié et al. | Potential of using granite waste as raw material for geopolymer synthesis | |
| Abdel-Gawwad et al. | Combined impact of silicate-amorphicity and MgO-reactivity on the performance of Mg-silicate cement | |
| Kouamo et al. | Synthesis of volcanic ash-based geopolymer mortars by fusion method: Effects of adding metakaolin to fused volcanic ash | |
| Castaldelli et al. | Study of the binary system fly ash/sugarcane bagasse ash (FA/SCBA) in SiO2/K2O alkali-activated binders | |
| AU2007200162A1 (en) | A Process for the Production of Geopolymer Cement from Fly Ash and Granulated Blast Furnace Slag, Geopolymer Cement Made Thereby and Process of Making Products Thereof | |
| US10800704B2 (en) | Fly ash-based geopolymer concrete and method of formation | |
| Ouyang et al. | Surface properties of ceramic waste powder and its effect on the rheology, hydration and strength development of cement paste | |
| CN111630020A (en) | Non-fired monolithic material | |
| Sasui et al. | Influence of elevated temperature on waste concrete powder and its application in alkali activated materials | |
| Radwan et al. | Waste press mud in enhancing the performance of glass powder blended cement | |
| Geraldo et al. | Mechanical properties of an eco-friendly one-part alkali-activated binder: Influence of metakaolin and water content | |
| Shen et al. | Explore the synergic and coupling relationships of multiple industrial solid wastes in the preparation of alkali-activated materials under different curing regimes | |
| WO2022203642A1 (en) | Production method of geopolymer binder | |
| Mostefa et al. | Elaboration of geopolymer cement based on dredged sediment | |
| López-Uceda et al. | Mechanical and durability performance of self-compacting mortars made with different industrial by-products as fillers | |
| Uche | A study on ordinary Portland cement blended with rice husk ash and metakaolin | |
| Godani et al. | Evaluation of chemo-physio-mechanical characteristics of GGBS-MBS-based ready-mix geopolymer under ambient curing condition | |
| Chandrasekhar Reddy | Investigation of mechanical and microstructural properties of fiber-reinforced geopolymer concrete with GGBFS and metakaolin: novel raw material for geopolymerisation | |
| Mostefa et al. | Sedimentary clays as geopolymer precursor | |
| RU2749005C1 (en) | Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials | |
| Wang et al. | Development of Cementitious Materials Utilizing Alkali-activated Yellow River Silt | |
| RU2732904C1 (en) | Method for preparing clinkerless binder alkaline activation |