RU2047576C1 - Вяжущее - Google Patents
Вяжущее Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047576C1 RU2047576C1 SU4934004A RU2047576C1 RU 2047576 C1 RU2047576 C1 RU 2047576C1 SU 4934004 A SU4934004 A SU 4934004A RU 2047576 C1 RU2047576 C1 RU 2047576C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- sludge
- water
- nepheline
- nepheline sludge
- Prior art date
Links
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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
- C04B2103/601—Agents for increasing frost resistance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Использование: при изготовлении строительных растворов и бетонов. Сущность: вяжущее содержит компоненты при следующем соотношении мас, нефелиновый шлам 79,2 80,8; карбонат натрия 2,0 - 3,2; сульфат натрия 0,9 1,5; вода остальное. Марка вяжущего по морозостойкости F 800, предел прочности при сжатии 81,5 МПа. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных растворов и бетонов.
Известно вяжущее на основе нефелинового шлама, включающее, мас. нефелиновый шлам 93-95 и гипс 5-7 [1]
Недостатком этого вяжущего является дефицитность и высокая стоимость гипса, а также низкая прочность вяжущего в 3-х и 28-ми суточном возрасте.
Недостатком этого вяжущего является дефицитность и высокая стоимость гипса, а также низкая прочность вяжущего в 3-х и 28-ми суточном возрасте.
Известно вяжущее на основе нефелинового шлама, включающее, мас. нефелиновый шлам 90-95 и гипсосодержащий компонент (фосфогипс), термообработанный при Т 400оС. Предел прочности данного вяжущего после 28 сут нормального твердения не превышает 26,5 МПа при сжатии и 5,08 МПа при изгибе [2]
Недостатком этого вяжущего являются повышенные затраты на термообработку фосфогипса, а также его сравнительно низкая активность.
Недостатком этого вяжущего являются повышенные затраты на термообработку фосфогипса, а также его сравнительно низкая активность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вяжущее, включающее, мас. нефелиновый шлам 47-73, жидкое стекло (в пересчете на R2O) 7-13, доменный граншлак с содержанием стекловидной фазы меллитового состава не менее 65% 5-15 и вода остальное [3] Предел прочности на сжатие этого вяжущего поcле пропарки колеблетcя от 76,5 до 88 МПа.
Hедоcтатком данного вяжущего является короткий срок схватывания, низкая морозостойкость, а также необходимость в строгом непрерывном технологическом контроле за качеством и количеством вводимого жидкого стекла.
Цель изобретения увеличение морозостойкости и начального срока схватывания при сохранении активности вяжущего.
Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее нефелиновый шлам, минеральную добавку и воду, в качестве минеральной добавки содержит карбонат натрия и сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. Нефелиновый шлам 79,2-80,8 Карбонат натрия 2,0-3,2 Сульфат натрия 0,9-1,5 Вода Остальное
Нефелиновый шлам побочный продукт переработки нефелиновых пород на глинозем один из наиболее массовых отходов производств. Он на 80-85% состоит из β С2S (белита), и по своему химическому составу близок к портланд-цементу. Однако непосредственно нефелиновый шлам практически не обладает свойствами вяжущих гидрационного твердения, поскольку в процессе его получения, при выщелачивании глинозема в автоклавах, и в процессе гидрошламоудаления дисперсные составляющие нефелинового шлама частично гидратированы. Образующиеся при этом из продуктов гидратации пленки покрывают частицы нефелинового шлама и практически полностью исключают интенсивное проникновение воды к безводной части зерна. Кроме этого, в результате выщелачивания в шламе образуются также неактивные соединения гидрогранатов.
Нефелиновый шлам побочный продукт переработки нефелиновых пород на глинозем один из наиболее массовых отходов производств. Он на 80-85% состоит из β С2S (белита), и по своему химическому составу близок к портланд-цементу. Однако непосредственно нефелиновый шлам практически не обладает свойствами вяжущих гидрационного твердения, поскольку в процессе его получения, при выщелачивании глинозема в автоклавах, и в процессе гидрошламоудаления дисперсные составляющие нефелинового шлама частично гидратированы. Образующиеся при этом из продуктов гидратации пленки покрывают частицы нефелинового шлама и практически полностью исключают интенсивное проникновение воды к безводной части зерна. Кроме этого, в результате выщелачивания в шламе образуются также неактивные соединения гидрогранатов.
Наиболее эффективный способ разрушения гидратационных пленок сушка и механический помол, после чего нефелиновый шлам по своим свойствам приближается к цементным вяжущим.
В процессе затворения тонкомолотого нефелинового шлама комплексным содо-сульфатным раствором происходит сложная реакция гидратации с образованием соединений пермутитового состава (Na2O ˙ Al2O3·2SiO2) и последующим их упрочнением.
Упрочнение новообразований вызвано проникновением сульфатного иона в цеолитовый каркас пермутита. Происходящий процесс стабилизации можно отразить следующей реакцией:
Na2O ˙ Al2O3 ˙ 2SiO2 ˙ pH2O + qNa+aq +
+ qAl2aq [Na2O ˙ Al2O3 ˙ 2SiO2] x
x qNaAlO2 ˙ pH2O + aq.
Na2O ˙ Al2O3 ˙ 2SiO2 ˙ pH2O + qNa+aq +
+ qAl2aq [Na2O ˙ Al2O3 ˙ 2SiO2] x
x qNaAlO2 ˙ pH2O + aq.
В результате чего процесс гидратации приобретает необратимый характер. Он еще больше активизируется при высокотемпературной пропарке при Т 95 ± 2оС. Причем, именно в данном интервале температур происходит наиболее эффективное химическое взаимодействие составляющих тонкомолотого нефелинового шлама с введенными инградиентами.
Пропаривание приводит к резкому повышению степени гидратации полученного вяжущего, что, в свою очередь, вызывает увеличение степени диспергации вещества и избыточной свободной поверхностной энергии его частиц, в результате чего происходит существенное повышение энергии внутренних связей, возникающих между частицами вяжущего. Все вышеизложенное приводит к интенсивному процессу появления новообразований, влияющих на основные свойства строительных изделий, таких как прочность, морозостойкость и долговечность.
Для проведения испытаний использован нефелиновый шлам ПО "Глинозем" (Ленинградская обл.), высушенный до остаточной влажности 1,5% имеющий следующий химический состав, мас. SiO2 25,01 CaO 56,38 MgO 1,70 R2O 2,56 п.п.п. 4,58 Fe2O3 3,39 Al2O3 4,22 SO3 0,64 Na2O 1,52
Содо-сульфатная смесь, являющаяся отходом алюминиевого производства, взята с Бокситогорского алюминиевого завода (Ленинградская обл.). При остаточной влажности 5% смесь содержала 34% соды, 59% сульфата натрия, 1,5% NaOH, 1% глинозема и п.п.п. остальное. Кроме этого, в некоторых образцах использован химически чистый карбонат и сульфат натрия.
Содо-сульфатная смесь, являющаяся отходом алюминиевого производства, взята с Бокситогорского алюминиевого завода (Ленинградская обл.). При остаточной влажности 5% смесь содержала 34% соды, 59% сульфата натрия, 1,5% NaOH, 1% глинозема и п.п.п. остальное. Кроме этого, в некоторых образцах использован химически чистый карбонат и сульфат натрия.
Для определения сроков схватывания, прочности и морозостойкости материалов на вяжущем по прототипу был взят доменный шлак Череповецкого металлургического завода и стекло натриевое (ГОСТ 13078-81) с содержанием SiO2 26,9% Na2O 10,1% Мк 2,7, плотностью 1,44 г/см3.
Экспериментальные исследования активности и сроков схватывания вяжущего проведены в соответствии с ГОСТ 310.1-4-76.
Испытания на морозостойкость проведены по ГОСТ 10060-87 как для мелкозернистого бетона по низкотемпературному ускоренному методу (методу глубокого замораживания), на образцах-кубах, размером 70,7 х 70,7 х 70,7 мм.
Все образцы после изготовления подвергались термовлажностной обработке по режиму 3 + 6 + 3 при Т 95 ± 2оС и нормальном давлении.
Составы вяжущих приведены в табл. 1, а результаты экспериментальных исследований образцов в табл. 2.
П р и м е р. Образец 3 имеет следующее соотношение ингредиентов, мас. Нефеленовый шлам 80,0 Карбонат натрия 2,6 Сульфат натрия 1,2 Вода 16,2
Высушенный до влажности 1,5-2% нефелиновый шлам измельчили в шаровой мельнице до тонкости помола, соответствующей удельной поверхности 350 м2/кг, и подали в смеситель, куда предварительно был отдозирован кварцевый песок. После тщательного их перемешивания в смеситель подали воду затворения с растворенными в ней минеральными добавками в виде карбоната и сульфата натрия, и продолжили перемешивание до получения однородной массы.
Высушенный до влажности 1,5-2% нефелиновый шлам измельчили в шаровой мельнице до тонкости помола, соответствующей удельной поверхности 350 м2/кг, и подали в смеситель, куда предварительно был отдозирован кварцевый песок. После тщательного их перемешивания в смеситель подали воду затворения с растворенными в ней минеральными добавками в виде карбоната и сульфата натрия, и продолжили перемешивание до получения однородной массы.
Из приготовленного таким образом раствора изготовили образцы, результаты испытания которых показали, что начало схватывания вяжущего составило 21 мин, прочность образца в 28-ми суточном возрасте составила 81,5 МПа, а по морозостойкости образцы соответствуют марке F 800.
На основании полученных результатов экспериментальных исследований, приведенных в табл. 2, можно сделать следующие выводы.
Применение нефелинового шлама как самостоятельного высокоактивного вяжущего вещества возможно только после его помола, введения минеральных добавок и температурно-влажностной обработки изделий, изготовленных на его основе при Т95 ± 2оС.
Введение минеральных добавок в виде карбоната натрия (мас. 2,0-3,2) и сульфата натрия (0,9-1,5) существенно (в 1,5-2 раза) увеличивает морозостойкость образца и на 5-10 МПа их прочность. Увеличение количества вводимых добавок приводит к появлению на поверхности образцов после их твердения высолов и снижению прочностных характеристик.
Существенное влияние на прочность и морозостойкость образцов оказывает истинное водо-шламовое соотношение, которое находится в пределах от 0,19 до 0,22. При увеличении истинного водо-шламового соотношения более 0,22 улучшаются пластические свойства смесей, увеличивается в 1,5 раза начальный срок схватывания, однако резко снижается (в 1,5-2 раза) прочность и морозостойкость образцов. При снижении водо-шламового соотношения смесь получается очень жесткой, ухудшается ее удобоукладываемость и снижаются прочностные характеристики образцов за счет неполной гидратации нефелинового шлама.
Наиболее оптимальное для увеличения прочности и морозостойкости образцов содо-сульфатное соотношение вводимой минеральной добавки находится в пределах 1,3-3,5.
Claims (1)
1. ВЯЖУЩЕЕ, включающее нефелиновый шлам, минеральную добавку и воду, отличающееся тем, что, с целью увеличения морозостойкости и начальных сроков схватывания при сохранении активности вяжущего, оно содержит в качестве минеральной добавки карбонат натрия и сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.
Нефелиновый шлам 79,2 80,8
Карбонат натрия 2,0 3,2
Сульфат натрия 0,9 1,5
Вода Остальное
2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что в качестве указанной минеральной добавки используется содосульфатная смесь отход алюминиевого производства.
Карбонат натрия 2,0 3,2
Сульфат натрия 0,9 1,5
Вода Остальное
2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что в качестве указанной минеральной добавки используется содосульфатная смесь отход алюминиевого производства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934004 RU2047576C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Вяжущее |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934004 RU2047576C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Вяжущее |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047576C1 true RU2047576C1 (ru) | 1995-11-10 |
Family
ID=21573303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4934004 RU2047576C1 (ru) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Вяжущее |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047576C1 (ru) |
-
1991
- 1991-05-05 RU SU4934004 patent/RU2047576C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Боженов П.И. и др. Нефелиновые шламы. Л.,М., 1966, с.243. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1020391, кл. C 04B 7/14, 1983. * |
3. Авторское свидетельство СССР N 1121249, кл. C 04B 12/04, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mehta et al. | Properties of alite cements | |
AU2018364382B2 (en) | Enhancing calcined clay use with inorganic binders | |
JP2004051426A (ja) | セメント混和材、セメント組成物及びそれを用いてなるモルタルまたはコンクリート | |
Qing-Hua et al. | A study of rheological and mechanical properties of mixed alkali activated slag pastes | |
El-Alfi et al. | Effect of limestone fillers and silica fume pozzolana on the characteristics of sulfate resistant cement pastes | |
US5328508A (en) | Method for rapid hydration of cement and improved concrete | |
KR19990022635A (ko) | 니트로알코올을기본으로한수경성시멘트응결촉진제 | |
RU2047576C1 (ru) | Вяжущее | |
Sarkar et al. | Synergistic roles of slag and silica fume in very high-strength concrete | |
KR20230002413A (ko) | 시멘트 혼화재 및 시멘트 조성물 | |
RU2049081C1 (ru) | Расширяющая добавка к цементу | |
Hanna et al. | Evaluation of the activity of pozzolanic materials | |
SU1447775A1 (ru) | Гипсобетонна смесь | |
Oyebisi et al. | Strength Prediction of GPC using Alkali pH, Salinity, Temperature, and Conductivity as Continuous Predictors | |
RU2063936C1 (ru) | Быстросхватывающийся цемент и способ изготовления изделий из ячеистого бетона на быстросхватывающемся цементе | |
JPH08301639A (ja) | ジオポリマーによるフライアッシュ粉体の 固化および材料化 | |
RU2096362C1 (ru) | Вяжущее | |
RU2808808C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства плит бетонных тротуарных | |
Abd El-Wahed et al. | Hydration of granulated slag-alite in the presence of quartz | |
RU2089523C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего | |
RU2017698C1 (ru) | Бетонная смесь | |
SU1698218A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых строительных изделий | |
SU1479437A1 (ru) | Способ изготовлени арболита | |
Uzal | Properties and hydration of cementitious systems containing low, moderate and high amounts of natural zeolites | |
SU1351906A1 (ru) | В жущее |