RU2125545C1 - Binding agent - Google Patents
Binding agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125545C1 RU2125545C1 RU97102862/03A RU97102862A RU2125545C1 RU 2125545 C1 RU2125545 C1 RU 2125545C1 RU 97102862/03 A RU97102862/03 A RU 97102862/03A RU 97102862 A RU97102862 A RU 97102862A RU 2125545 C1 RU2125545 C1 RU 2125545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- portland cement
- strength
- water
- composition
- 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
- 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 составам цементов и может быть использовано для получения щелочных портландцементов, строительных растворов и бетонов на их основе. The invention relates to compositions of cements and can be used to obtain alkaline Portland cement, mortar and concrete based on them.
Известно вяжущее, включающее, мас.%:
портландцементный клинкер - 57 - 85
двуводный гипс - 3 - 5
гранулированная высококальциевая зола, обожженная при 1150 - 1300oC с модулем основности ≥1,8 и содержанием свободной окиси кальция ≤2,0% - Остальное
(см. а.с. N 1183474, C 04 B 7/14, Б.И. N 37, 1985) /1/.Known astringent, including, wt.%:
Portland cement clinker - 57 - 85
gypsum plaster - 3 - 5
granular high-calcium ash, calcined at 1150 - 1300 o C with a basic modulus of ≥1.8 and a free calcium oxide content of ≤2.0% - The rest
(see A.S. N 1183474, C 04
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного вещества, относят то, что в известной композиции повышается водопотребность вяжущей смеси, замедляется скорость гидратации и структурообразования, что снижает эффективность и область ее применения в наземных конструкциях, в помещениях с пониженной влажностью воздуха, ограничиваясь получением низкомарочных бетонов. К тому же, существенными недостатками в структуре таких зол являются деструктивные проявления позднего гашения пережженного CaOсв. В данном веществе отрицательное влияние CaOсв в золах устраняют методом частичной предварительной гидратации - грануляцией золы в тарельчатом грануляторе с последующим помолом гранул. По нашему мнению, указанная добавка потребует дополнительные затраты энергии на предусмотренный обжиг при указанной температуре, а также на грануляцию золы с последующим ее измельчением. Предлагаемое вяжущее обладает более высокой прочностью выше на 6% в 28-суточном возрасте твердения по сравнению с известной композицией.The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using a known substance include the fact that in the known composition the water demand of the cementitious mixture increases, the rate of hydration and structure formation slows down, which reduces the effectiveness and scope of its application in ground structures, in rooms with reduced air humidity, being limited obtaining low-quality concrete. In addition, the destructive manifestations of late quenching of burnt CaO sv . In this substance, the negative effect of CaO sv in ash is eliminated by the method of partial preliminary hydration - granulation of ash in a plate granulator followed by grinding of the granules. In our opinion, this additive will require additional energy costs for the specified firing at the specified temperature, as well as for granulation of ash with its subsequent grinding. The proposed binder has a higher strength higher by 6% at 28 days of hardening compared with the known composition.
Также известно вяжущее, имеющее в своем составе, мас.%:
двуводный гипс - 3 - 5
высушенный сырьевой шлам производства цемента - 1 - 5
портландцементный клинкер - Остальное
Отбор сырьевого шлама производят после обработки в сырьевой мельнице. Затем осуществляют сушку шлама при 120oC в сушильном шкафу (см. а.с. N 992457, C 04 B 7/35, Б.И. N 4, 1983) /2/.Also known astringent, having in its composition, wt.%:
gypsum plaster - 3 - 5
dried cement raw material sludge - 1 - 5
Portland cement clinker - Other
The selection of raw sludge is carried out after processing in a raw mill. Then carry out the drying of sludge at 120 o C in an oven (see.with. N 992457, C 04
Однако существенно важным недостатком известного вяжущего является его недостаточно высокая прочность, которая снижена по сравнению с предлагаемым вяжущим на 13,3%. К тому же, увеличение содержания сырьевого шлама более 5% приводит к дальнейшему повышению прочности по сравнению с предложенной добавкой. However, an essential disadvantage of the known binder is its insufficiently high strength, which is reduced compared to the proposed binder by 13.3%. In addition, an increase in the content of raw sludge of more than 5% leads to a further increase in strength compared with the proposed additive.
Известно также вяжущее, содержащее, мас.%:
двуводный гипс - 1 -3
минеральная добавка указанного состава - 3 - 15
портландцементный клинкер - Остальное
Получают добавку из сырьевой шихты, которая содержит, мас.%:
известняк - 45 - 70
ярозитсодержащая порода - 27 - 50
двуводный гипс - 3 - 5
После предварительного перемешивания и обжига смесей при 900 - 1200oC с выдержкой 30 - 120 мин полученный продукт содержит сульфоалюмоферриты кальция (8 - 12%), сульфаты щелочных металлов (5 - 9%), силикаты кальция (8 - 15%) и ферриты кальция (остальное) (см. а.с. N 1127870, C 04 B 7/00, Б.И. N 45, 1984) /3/.It is also known astringent, containing, wt.%:
two-water gypsum - 1-3
mineral additive of the specified composition - 3 - 15
Portland cement clinker - Other
Get the additive from the raw material mixture, which contains, wt.%:
limestone - 45 - 70
jarosite rock - 27 - 50
gypsum plaster - 3 - 5
After pre-mixing and firing the mixtures at 900 - 1200 o C with a holding time of 30 - 120 min, the resulting product contains calcium sulfoaluminoferrites (8 - 12%), alkali metal sulfates (5 - 9%), calcium silicates (8 - 15%) and ferrites calcium (the rest) (see.with. N 1127870, C 04
Однако прочность известного вяжущего снижена на 9,2% в отличие от предложенной композиции. However, the strength of the known binder is reduced by 9.2% in contrast to the proposed composition.
Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является вяжущее, содержащее, мас.%:
портландцементный клинкер - 88 - 94
двуводный гипс - 4 - 6
продукт термохимической обработки щелочесодержащих алюмосиликатных материалов - 2 - 6
(см. а.с. N 639828, МКИ C 04 B 7/35, Б.И. N 48, 1978) /4/.Closest to the claimed invention, the composition of the same purpose for the totality of signs is a binder containing, wt.%:
Portland cement clinker - 88 - 94
gypsum plaster - 4 - 6
thermochemical product of alkali-containing aluminosilicate materials - 2 - 6
(see A.S. N 639828, MKI C 04
К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного вещества, принятого за прототип, относят то, что в известном веществе известного состава дополнительные компоненты усложняют систему и удорожают вяжущее. Увеличение добавки нефелинового концентрата более 6% приводит к снижению прочности, сокращению сроков схватывания, что затрудняет его применение в условиях Сибири. The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using a known substance adopted for the prototype include the fact that in a known substance of known composition additional components complicate the system and increase the cost of the binder. An increase in the addition of nepheline concentrate of more than 6% leads to a decrease in strength, a reduction in the setting time, which complicates its use in Siberia.
Поэтому предлагается возможность создания щелочных портландцементов без введения щелочей и добавок - замедлителей схватывания в цемент, а использовать в этом качестве алюмокалиевые породы, содержащие до 10 - 20% R2O (см. Шлакоцементные цементы, бетоны и конструкции: Докл. и тез. докл. 3-й Всесоюзн. научно-прак. конф. , Киев, 1989, т. 1, с. 100 - 101, 114 - 116, 119 - 121). Композиция "Сыннырит" - портландцементный клинкер - двуводный гипс" позволяет заменить нефелиновые концентраты в известном вяжущем.Therefore, it is possible to create alkaline Portland cements without the addition of alkalis and additives - retarders to cement, and to use as such potassium alumina rocks containing up to 10 - 20% R 2 O (see Slag cement cements, concretes and structures: Dokl. And abstract. Dokl. 3rd All-Union Scientific and Practical Conf., Kiev, 1989, vol. 1, p. 100 - 101, 114 - 116, 119 - 121). The composition "Synnyr" - Portland cement clinker - two-water gypsum "allows you to replace nepheline concentrates in a known binder.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении прочности вяжущего путем количественной оценки введения добавки на основе пород Забайкалья - сынныритов в сочетании с минералами портландцементного клинкера, что приводит к активному участию породы в процессе гидратации и твердения цемента за счет высокой концентрации щелочных окислов, образующихся в результате катионообменных реакций при затворении водой смеси компонентов. The problem solved by the invention is to increase the strength of the binder by quantifying the introduction of additives based on Transbaikalia rocks - sonnyrites in combination with Portland cement clinker minerals, which leads to the active participation of the rock in the hydration and hardening of cement due to the high concentration of alkaline oxides formed in the result of cation exchange reactions during mixing with water of a mixture of components.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вещество известного состава, состоящее из портландцементного клинкера, двуводного гипса, добавки, согласно изобретению в качестве добавки содержит щелочную алюмосиликатную породу - сыннырит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
сыннырит - 30 - 35
двуводный гипс - 3
портландцементный клинкер - Остальное
Известен механизм процесса гидратации и твердения щелочных портландцементов на основе полевошпатных пород, который может быть представлен следующим образом. За счет гидратации портландцементного клинкера повышается щелочность среды, что способствует деструкции пород и выведению из их состава щелочи в дисперсионную среду, которая в дальнейшем определяет процесс гидратации по пути к снижению основности продуктов твердения портландцемента и синтеза щелочных гидроалюмосиликатов из продуктов деструкции портландцемента и алюмосиликатных пород. Наличие в составе продуктов твердения низкоосновных гидросиликатов кальция и щелочных гидроалюмосиликатов типа цеолита является принципиальным отличием предлагаемой вяжущей композиции от известных разработок.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that a substance of known composition, consisting of Portland cement clinker, two-water gypsum, additives, according to the invention as an additive contains alkaline aluminosilicate rock - synyr, in the following ratio, wt.%:
Synnyr - 30 - 35
two-water gypsum - 3
Portland cement clinker - Other
The known mechanism of the process of hydration and hardening of alkaline Portland cement based on feldspar rocks, which can be represented as follows. Due to the hydration of Portland cement clinker, the alkalinity of the medium increases, which contributes to the destruction of rocks and the removal of alkali from their composition into a dispersion medium, which further determines the hydration process along the way to reduce the basicity of Portland cement hardening products and the synthesis of alkaline hydroaluminosilicates from the products of degradation of Portland cement and aluminosilicate rocks. The presence in the composition of the hardening products of low-basic calcium hydrosilicates and alkaline hydroaluminosilicates of the zeolite type is the fundamental difference between the proposed cementitious composition from the known developments.
Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными из уровня техники техническими решениями позволило установить следующее. В известных технических решениях для получения вяжущего использовали различные минеральные добавки, полученные в результате термохимической обработки сырьевых материалов, входящих в состав известной смеси. В качестве добавки использовали продукт взаимодействия кислоты с щелочесодержащими алюмосиликатными материалами, например нефелиновыми концентратами при 120 - 150oC. Эта температура достигается за счет теплоты реакции взаимодействия нефелина с кислотой, без первоначального нагрева компонентов. Недостатком известного вещества является быстрое схватывание и высокое тепловыделение вяжущего. К тому же, увеличение добавки нефелинового концентрата более 6% не приводит к дальнейшему повышению прочности цемента. Такое вяжущее характеризуется повышенным содержанием щелочи (2,5% P2O). Схватывание наступает не ранее чем через 50 мин, что дополнительно требует использования добавок - замедлителей твердения.Comparison of the invention with other technical solutions known from the prior art made it possible to establish the following. In the known technical solutions for obtaining the binder used various mineral additives obtained by thermochemical processing of raw materials included in the known mixture. As an additive, the product of the interaction of acid with alkali-containing aluminosilicate materials, for example nepheline concentrates at 120 - 150 o C. was used. This temperature is achieved due to the heat of reaction of the interaction of nepheline with acid, without initial heating of the components. A disadvantage of the known substance is the quick setting and high heat release of the binder. In addition, an increase in the addition of nepheline concentrate of more than 6% does not lead to a further increase in the strength of cement. Such an astringent is characterized by an increased alkali content (2.5% P 2 O). Curing occurs not earlier than after 50 minutes, which additionally requires the use of additives - hardening inhibitors.
В заявленном же вяжущем в качестве добавки использована ультракалиевая алюмосиликатная порода в виде сыннырита, которая является природным щелочным сырьем Забайкалья. Портландцемент, полученный на основе этого сырья, содержит до 1,4% R2O в указанных ниже составах.In the claimed binder, an ultrapotassium aluminosilicate rock in the form of synsyrite, which is a natural alkaline raw material of Transbaikalia, is used as an additive. Portland cement based on this raw material contains up to 1.4% R 2 O in the following formulations.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня заявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату - повышению прочности вяжущего, отличительных признаков в заявленном веществе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of declared analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the perceived technical result - increased strength of the binder, distinctive features in the claimed substance set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований, а именно взаимодействие сыннырита с минералами цементного клинкера обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - повышение прочности. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant, namely, the interaction of the synergite with cement clinker minerals provides a positive reaction to achieve technical The result is increased strength.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Сыннырит Сакунского месторождения (Читинская область), входящий в состав цемента, представляет собой природный щелочной алюмосиликат группы щелочных полевых шпатов ряда KAlSi3O8, являющихся важной составной частью изверженных пород, таких как граниты, сиениты, минералов группы нефелинов и мариуполитов, следующего химического состава, мас.%: (см. табл. 1).Synnyrt of the Sakunskoye deposit (Chita region), which is part of cement, is a natural alkaline aluminosilicate of the group of alkaline feldspars of the KAlSi 3 O 8 series, which are an important component of igneous rocks, such as granites, syenites, minerals of the nepheline and mariupolitic group, of the following chemical composition , wt.%: (see table. 1).
Сакунское месторождение связано с крупнейшим щелочным массивом, сложенным в центральной части нефелиновыми сиенитами, между которыми выделяется зона развития высококалиевых псевдолейцитовых нефелиновых сиенитов с крупными телами кальсилиткалиевополевошпатных пород - сынныритов. Основными минеральными компонентами сынныритов являются калиевый полевой шпат, кальсилит, вторичные минералы. В настоящее время весьма актуально решение вопроса о перспективных запасах сынныритов, а также о сходстве этого сырья с другими широко распространенными в земной коре натриевыми и калиевыми алюмосиликатами (нефелины, мариуполиты, каолиниты, цеолиты и др.). The Sakunskoye deposit is associated with the largest alkaline massif, composed in the central part of nepheline syenites, between which there is a zone of development of high potassium pseudo-lepite nepheline syenites with large bodies of calcite-potassium feldspathic rocks - sonnyrites. The main mineral components of synsyrites are potassium feldspar, calsilite, and secondary minerals. At present, it is very relevant to solve the problem of prospective reserves of synsyrites, as well as the similarity of these raw materials with other sodium and potassium aluminosilicates widely distributed in the earth's crust (nepheline, mariupolite, kaolinite, zeolite, etc.).
Исходя из химического состава сыннырит содержит 17 - 18% K2O в отличие от известного нефелинового концентрата, химический состав которого для сравнения приведен ниже, мас.%: (см. табл. 2).Based on the chemical composition, the synergy contains 17 - 18% K 2 O, in contrast to the known nepheline concentrate, the chemical composition of which is shown below for comparison, wt.%: (See table. 2).
Обычно калиевый полевой шпат используют в качестве сырья для термохимической переработки тех или иных сырьевых материалов, а не для получения гидравлических вяжущих на его основе (см. а.с. N 1421693, C 01 F 7/26, Б.И. N 33, 1988). Судя по вещественному составу известно только, что сыннырит может быть использован в различных отраслях народного хозяйства - для производства высокосортной керамики, огнеупоров, для получения калийных солей. Typically, potassium feldspar is used as a raw material for the thermochemical processing of various raw materials, and not for the production of hydraulic binders based on it (see A.S. N 1421693, C 01
В данном техническом решении это сырье используется в качестве активного вяжущего компонента в цемент в количестве 30 - 35% впервые. Мы используем минеральный комплекс соединений кальсилита и калишпата, созданный в сыннырите. Мелкие кристаллы кальсилита в сочетании с минералами портландцементного клинкера образуют такие продукты гидратации, как щелочные алюмосиликаты, а также кремнеземистые гелевидные оболочки, способствующие прорастанию и скреплению зерен калишпата в прочный цементирующий каркас (природная мелкокристалличность кальсилита и калишпата). In this technical solution, this raw material is used as an active binder component in cement in an amount of 30 - 35% for the first time. We use the mineral complex of calsilite and potassium feldspar compounds created in synsyrite. Small calsilite crystals in combination with Portland cement clinker minerals form hydration products such as alkaline aluminosilicates, as well as siliceous gel shells, which promote the germination and bonding of potassium feldspar grains into a durable cementitious framework (natural fine crystallinity of calsilite and potassium feldspar).
Для выбора оптимального состава вяжущего и режима тепловой обработки были приготовлены вяжущие, отличающиеся друг от друга содержанием щелочной составляющей (сыннырита) в процентах по массе: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45; клинкеры - 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82, 87; содержанием гипса до 3% от массы клинкера. Полученные смеси затворяли водой. Вяжущие предлагаемых составов готовили двумя способами: 1) Пропаривание или тепловлажностная обработка по мягкому режиму твердения: 1+5+2 ч при t = 90-95oC. Хранение одни сутки в лабораторных условиях. 2) Хранение образцов в течение 28 суток в нормально-влажностных условиях (24 ч во влажной среде, 27 суток на воздухе).To select the optimal binder composition and heat treatment mode, binders were prepared that differ from each other in the alkaline content (synsyrite) in percent by weight: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45; clinkers - 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82, 87; gypsum content up to 3% by weight of clinker. The resulting mixture was shut with water. The binders of the proposed compositions were prepared in two ways: 1) Steaming or heat and moisture treatment according to the mild hardening mode: 1 + 5 + 2 hours at t = 90-95 o C. Storage for one day in laboratory conditions. 2) Storage of samples for 28 days in normal humidity conditions (24 hours in a humid environment, 27 days in air).
Технология получения малоцементного вяжущего предлагаемого состава такова. Портландцементный клинкер, гипс и сыннырит отдельно просеивают сквозь сито с сеткой N 005, соответствующей требованиям ГОСТа. Затем готовую смесь измельчают в лабораторной стержневой мельнице типа 75Т-ДрМ до оптимальной площади удельной поверхности Sуд = 2900-3200 см2/г. В приготовленную таким образом смесь вводится мелкий заполнитель - кварц - полевошпатовый песок с Mкр = 1,05-2,08, после чего смесь тщательно перемешивают в течение 5 мин, а затем вводят необходимое количество воды. Образцы - балочки размером 4х4х16 (см) готовят из приготовленного цементного раствора состава 1:3, состоящего из 1 мас.ч. вяжущего и 3 мас. ч. песка, при водоцементном отношении не менее 0,4 и консистенции раствора, характеризуемой расплавом конуса на встряхивающем столике не менее 105 мм. Формование образцов проводят на виброуплотняющей установке. Образцы в формах хранят 24 ч во влажных условиях или в специальной ванне с гидравлическим затвором, после чего образцы пропаривают по режиму 1+5+2 (ч) (1 ч - подъем температуры до 100oC, 5 ч - изотермический прогрев в парах кипящей воды, 2 ч - остывание расформованных образцов и хранение в лаборатории в течение суток) или хранят в течение 28 суток в лабораторных условиях после суточного выдерживания образцов во влажной среде. Для определения коэффициента водостойкости образцы дополнительно хранились 2 суток в воде после тепловлажностной обработки и нормального твердения.The technology for producing a low-cement binder of the proposed composition is as follows. Portland cement clinker, gypsum and synshire separately sieved through a sieve with a mesh N 005, which meets the requirements of GOST. Then the finished mixture is ground in a laboratory rod mill type 75T-DrM to the optimum specific surface area S beats = 2900-3200 cm 2 / g Fine aggregate — quartz — feldspar sand with M cr = 1.05–2.08, is introduced into the mixture prepared in this way, after which the mixture is thoroughly mixed for 5 minutes, and then the required amount of water is introduced. Samples - beams of size 4x4x4 (cm) are prepared from the prepared cement mortar with a composition of 1: 3, consisting of 1 parts by weight binder and 3 wt. including sand, with a water-cement ratio of at least 0.4 and the consistency of the solution, characterized by the melt of the cone on the shaking table at least 105 mm. The samples are molded in a vibratory compactor. Samples in the molds are stored for 24 hours in humid conditions or in a special bath with a hydraulic shutter, after which the samples are steamed according to the 1 + 5 + 2 (h) mode (1 hour - raising the temperature to 100 o C, 5 hours - isothermal heating in boiling steam water, 2 h - cooling of the deformed samples and storage in the laboratory during the day) or stored for 28 days in the laboratory after daily exposure of the samples in a humid environment. To determine the coefficient of water resistance, the samples were additionally stored for 2 days in water after heat and moisture treatment and normal hardening.
Пример 1. Example 1
Сыннырит размалывают с клинкером и гипсом в стержневой мельнице типа 75Т-ДрМ до Sуд = 2900-3200 см2/г при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сыннырит - 10
портландцементный клинкер - 87
двуводный гипс - 3
Смесь перемешивают и затворяют водой, после чего оставляют 24 ч храниться в формах во влажных условиях. После пропаривания образцы дополнительно хранят 1 сутки в лаборатории, затем испытывают на прочность. Для определения коэффициента водостойкости образцы после тепловой обработки хранили 2 суток в воде. Образцы имели прочность при сжатии 43,3 МПа, среднюю плотность 2050 кг/м3, Kвод = 1,06. Также образцы хранили 28 суток в нормальных условиях (24 ч во влажной среде, 27 суток на воздухе). При этом прочность при сжатии составила 44,8 МПа, средняя плотность не изменилась. В этом составе ложного схватывания нет.Synnyr grind with clinker and gypsum in a core mill type 75T-DrM to S beats = 2900-3200 cm 2 / g in the following ratio of components, wt. %:
Synnyr - 10
Portland cement clinker - 87
two-water gypsum - 3
The mixture is stirred and shut with water, after which it is left for 24 hours to be stored in molds in humid conditions. After steaming, the samples are additionally stored for 1 day in the laboratory, then tested for strength. To determine the coefficient of water resistance, the samples after heat treatment were stored for 2 days in water. The samples had a compressive strength of 43.3 MPa, an average density of 2050 kg / m 3 , K water = 1.06. Samples were also stored for 28 days under normal conditions (24 hours in a humid environment, 27 days in air). Moreover, the compressive strength was 44.8 MPa, the average density did not change. There is no false setting in this composition.
Пример 2. Example 2
Аналогичен примеру 1 при следующем содержании компонентов, мас.%:
сыннырит - 15
портландцементный клинкер - 82
двуводный гипс - 3
Прочность при сжатии после ТВО = 28,8 МПа, Pср. = 2010 кг/м3, Kвод = 0,89. Прочность при сжатии после 28 суток = 34,3 МПа. В этом составе наблюдается ложное схватывание.Similar to example 1 with the following content of components, wt.%:
Synnyr - 15
Portland cement clinker - 82
two-water gypsum - 3
Compressive strength after TVO = 28.8 MPa, P cf. = 2010 kg / m 3 , K water = 0.89. Compressive strength after 28 days = 34.3 MPa. In this composition, a false setting is observed.
Пример 5. Example 5
Проводится аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
сыннырит - 30
портландцементный клинкер - 67
двуводный гипс - 3
Прочность при сжатии после ТВО=51,2 МПа, средняя плотность = 2050 кг/м3, Kвод = 1,02. Прочность при сжатии после 28 суток = 58,5 МПа, Rизг. = 6,3 МПа.It is carried out analogously to example 1 in the following ratio of components, wt.%:
Synnyr - 30
Portland cement clinker - 67
two-water gypsum - 3
Compressive strength after TVO = 51.2 MPa, average density = 2050 kg / m 3 , K water = 1.02. Compressive strength after 28 days = 58.5 MPa, R ex . = 6.3 MPa.
Пример 6. Example 6
Пример 6 аналогичен примеру 1 при следующем содержании основных компонентов, мас.%:
сыннырит - 35
портландцементный клинкер - 62
двуводный гипс - 3
Rсж. после ТВО = 39,8 МПа, Pср. = 1990 кг/м3, Kвод = 1,0, Pсж. после 28 суток = 41,2 МПа, Rизг. = 5,03 МПа.Example 6 is similar to example 1 with the following content of the main components, wt.%:
Synnyr - 35
Portland cement clinker - 62
two-water gypsum - 3
R sr. after TVO = 39.8 MPa, P cf. = 1990 kg / m 3 , K water = 1.0, P compress. after 28 days = 41.2 MPa, R ex. = 5.03 MPa.
Пример 8. Example 8
Пример 8 проводится аналогично примеру 1 при содержании основных компонентов, мас.%:
сыннырит - 45
портландцементный клинкер - 52
двуводный гипс - 3
Rсж. ТВО = 30,8 МПа, средняя плотность = 2010 кг/м3, Kвод = 0,99. Прочность при сжатии после 28 суток = 35,6 МПа, Rизг. = 3,55 МПа.Example 8 is carried out analogously to example 1 with the content of the main components, wt.%:
Synnyr - 45
Portland cement clinker - 52
two-water gypsum - 3
R sr. TVO = 30.8 MPa, average density = 2010 kg / m 3 , K water = 0.99. Compressive strength after 28 days = 35.6 MPa, R ex. = 3.55 MPa.
В результате исследований (см. табл. 3) удалось установить, что при введении в портландцемент добавки сыннырита в количестве от 10 до 30% наблюдается ложное схватывание, что способствует снижению прочности цементного камня, а в некоторых случаях вызывает появление трещин. Фазовый состав продуктов твердения такого портландцемента в указанных пределах представлен преимущественно гидросульфоалюминатами кальция, которые приводят к потере прочности. При введении в портландцемент 30-35% добавки сынныритов ложного схватывания не наблюдается. Прочность при этом повышается по сравнению с известными видами цементов обычного состава. Таким образом, повышение прочности достигается только в указанных выше пределах. As a result of studies (see Table 3), it was possible to establish that when Sonnyrite additives were added to Portland cement in an amount of 10 to 30%, false setting is observed, which reduces the strength of the cement stone, and in some cases causes cracks. The phase composition of the hardening products of such Portland cement within the indicated limits is mainly represented by calcium hydrosulfoaluminates, which lead to a loss of strength. When introducing into Portland cement 30-35% of the additive of synsyrites of false setting is not observed. Strength in this case increases compared with the known types of cements of conventional composition. Thus, an increase in strength is achieved only within the above ranges.
Также обращаем внимание, что полученные щелочные портландцементы обладают положительной сульфатостойкостью. В качестве исследований были рассмотрены образцы - балочки размером 4х4х16 (см) аналогичного состава смеси, рассмотренного выше. Стойкость цементов в агрессивной среде оценивали по коэффициенту их стойкости в 5%-ном растворе K2SO4. Конечными продуктами гидратации сыннырита в сульфатной среде являются алюмокалиевые квасцы, растворимость которых при 20oC в воде составляет 5,6 г. Этим объясняется определенная сульфатостойкость вяжущего на основе сынныритов (Kс=1,0).Also note that the obtained alkaline Portland cement has a positive sulfate resistance. As studies, samples were considered - beams with a size of 4x4x4 (cm) of a similar composition of the mixture discussed above. The resistance of cements in an aggressive environment was evaluated by their resistance coefficient in a 5% K 2 SO 4 solution. The final products of hydration of sonnyrite in a sulfate medium are potassium alum, the solubility of which at 20 o C in water is 5.6 g. This explains the specific sulfate resistance of the binder based on sonnyrite (K c = 1.0).
Характеристики полученных вяжущих веществ приведены в табл. 3, 4 (примеры 1-8). Для сравнения приведены показатели известного прототипа в табл. 5 (примеры 1-5). В табл. 3-5 приняты следующие обозначения основных компонентов:
к - портландцементный клинкер,
г - двуводный гипс
д - минеральная добавка - сыннырит.Characteristics of the obtained binders are given in table. 3, 4 (examples 1-8). For comparison, the indicators of the known prototype are given in table. 5 (examples 1-5). In the table. 3-5 the following designations of the main components are accepted:
K - Portland cement clinker,
g - two-water gypsum
d - mineral supplement - synsyr.
н - нефелиновый концентрат,
Sуд - площадь удельной поверхности,
В/Ц - водоцементное отношение,
ТО - тепловая обработка,
ТВО - тепловлажностная обработка,
Rсж - предел прочности при сжатии,
Rизг - предел прочности при изгибе.n - nepheline concentrate,
S beats - specific surface area,
W / C - water-cement ratio,
THAT - heat treatment,
TVO - heat and moisture treatment,
R cr - ultimate compressive strength,
R izg - ultimate strength in bending.
Анализ результатов табл. 3 и 4 показывает, что
- вяжущее, состоящее только из портландцементного клинкера и гипса, обладает пониженной прочностью по сравнению с предложенным вяжущим, имеющим в своем составе кроме указанных компонентов минеральную добавку - сыннырит,
- с увеличением расхода добавки сыннырита, начиная с 40%, снижением клинкера до 52% прочность вяжущего падает,
- все составы вяжущего набирают прочность за 8 ч тепловой обработки и 1 сутки хранения образцов в лабораторных условиях. При пропаривании образцов свыше 8 ч тепловой обработки существенного прироста прочности нет,
- прочность вяжущего значительно повышается при хранении образцов в течение 28 суток в нормальных условиях, что позволяет сделать заключение о наборе марочной прочности вяжущего в более поздние сроки твердения по сравнению с традиционными видами вяжущих веществ.Analysis of the results of the table. 3 and 4 shows that
- binder, consisting only of Portland cement clinker and gypsum, has a reduced strength compared to the proposed binder, which has in addition to these components a mineral additive - synyr,
- with an increase in the consumption of synergite additives, starting from 40%, a decrease in clinker to 52%, the strength of the binder decreases
- all binder compositions gain strength in 8 hours of heat treatment and 1 day of storage of samples in laboratory conditions. When steaming samples for more than 8 hours of heat treatment, there is no significant increase in strength,
- the strength of the binder increases significantly during storage of samples for 28 days under normal conditions, which allows us to conclude on the set of brand strength of the binder at a later hardening time compared to traditional types of binders.
Следовательно, оптимальными являются составы вяжущего, содержащие, мас. %: сыннырит - 30-35, клинкер - 62-67, гипс - 3, обеспечивающие хорошие показатели прочности как в условиях тепловлажностной обработки при t = 90-95oC, так и в нормальных условиях твердения в течение 28 суток.Therefore, optimal are the binder compositions containing, by weight. %: synsyr - 30-35, clinker - 62-67, gypsum - 3, providing good strength indicators both under conditions of heat and moisture treatment at t = 90-95 o C, and under normal conditions of hardening for 28 days.
Таким образом, предлагаемое вяжущее имеет следующие преимущества по сравнению с известным:
- количество добавки с увеличением прочностных показателей на 3,2% составляет 30-35% по сравнению с прототипом (6% добавки),
- уменьшено содержание клинкерной составляющей в 1,5-2 раза без ухудшения прочностных свойств цемента за счет использования сыннырита,
- уменьшено время ТВО в 1,5 раза в результате предварительной механической обработки материалов,
- снижено время изотермической выдержки на 3 ч (1 ч - подъем температуры до 100oC, вместо 2 ч в прототипе и 5 часов изотермической выдержки вместо 8 часов в прототипе),
- предлагаемое вяжущее отличается водостойкостью (Kвод = 1,0) по сравнению с известным в прототипе (Kвод = 0,8),
- снижение энергозатрат за счет замены нефелинового концентрата, активизированного кислотой при температуре 120-150oC в составе вяжущего, на сыннырит, добыча которого предполагается открытым путем,
- предлагаемые вяжущие вещества обладают хорошей сульфатостойкостью (Kс = 1,0),
- стоимость используемой добавки в 14 раз дешевле при большем расходе, чем стоимость нефелиновой добавки при меньшей дозировке.Thus, the proposed binder has the following advantages compared with the known:
- the amount of additive with an increase in strength indicators by 3.2% is 30-35% compared with the prototype (6% of the additive),
- the content of the clinker component is reduced by 1.5-2 times without deterioration of the strength properties of cement due to the use of synsyrite,
- reduced TVO time by 1.5 times as a result of preliminary mechanical processing of materials,
- reduced isothermal exposure time by 3 hours (1 h - temperature rise to 100 o C, instead of 2 hours in the prototype and 5 hours of isothermal exposure instead of 8 hours in the prototype),
- the proposed binder is water resistant (K water = 1.0) compared with the known in the prototype (K water = 0.8),
- reduction of energy consumption due to the replacement of nepheline concentrate activated with acid at a temperature of 120-150 o C in the composition of the binder, by synsyr, the production of which is supposed to be open-cast
- the proposed binders have good sulfate resistance (K s = 1,0),
- the cost of the additive used is 14 times cheaper at a higher consumption than the cost of a nepheline supplement at a lower dosage.
Известное вяжущее включает дорогостоящий компонент - нефелиновый концентрат стоимостью за 1 т 47,8 руб. в ценах 1981 г. Стоимость сыннырита составляет 3,29 руб за 1 т в ценах 1981 г. Known binder includes an expensive component -
Предлагаемый состав отличается от аналогов тем, что не содержит золу, сырьевой шлам производства цемента, минеральную добавку указанного состава; от прототипа - тем, что не содержит нефелиновый концентрат и кислоту. The proposed composition differs from analogues in that it does not contain ash, raw sludge from cement production, a mineral additive of the specified composition; from the prototype - in that it does not contain nepheline concentrate and acid.
Предлагаемое вяжущее разработано в НИЛСТРОМ ВСГТУ совместно с лабораторией химии и технологии минерального сырья БИЕН СО РАН. The proposed binder was developed at NILSTROM VSTU in conjunction with the Laboratory of Chemistry and Technology of Mineral Raw Materials, BIEN SB RAS.
Вышеизложенное свидетельствует о возможности осуществления изобретения с получением указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения условию "промышленная применимость". The foregoing indicates the feasibility of the invention to obtain the specified technical result, which allows us to conclude that the proposal meets the condition of "industrial applicability".
Claims (1)
Сыннырит - 30 - 35
Двуводный гипс - 3
Портландцементный клинкер - ОстальноеыA binder, consisting of Portland cement clinker, two-water gypsum, additives, characterized in that as an additive it contains an alkaline aluminosilicate rock - synsyr - in the following ratio of components, wt. %:
Synnyr - 30 - 35
Two-water gypsum - 3
Portland Cement Clinker - Other
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102862/03A RU2125545C1 (en) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Binding agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102862/03A RU2125545C1 (en) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Binding agent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2125545C1 true RU2125545C1 (en) | 1999-01-27 |
RU97102862A RU97102862A (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20190197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97102862/03A RU2125545C1 (en) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Binding agent |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2125545C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569657C1 (en) * | 2014-07-24 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Raw mix for sulphated cement |
-
1997
- 1997-02-26 RU RU97102862/03A patent/RU2125545C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569657C1 (en) * | 2014-07-24 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Raw mix for sulphated cement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2376252C2 (en) | Hydraulic binder | |
KR100913770B1 (en) | Preparation of blended cement compositions using Reduction Electric Arc Furnace Slag | |
US5073198A (en) | Method of preparing building materials | |
ES2672470T3 (en) | Binder comprising calcium sulfoaluminate cement and a magnesium compound | |
ZA200007418B (en) | Alkali activated supersulphated binder. | |
KR20100040704A (en) | Single-phase hydraulic binder, methods for the production thereof and structural material produced therewith | |
EA023750B1 (en) | Single-phase hydraulic binder, method for the production thereof and structural material produced therewith | |
US4221598A (en) | Process for the production of steam-hardened gas concrete | |
RU2260572C1 (en) | Additive for modification of gypseous bindings, building mortars and concretes prepared on their base | |
JPH08175855A (en) | High sulfate slag cement/high early strength slag ash cement and production of the same cement | |
RU2452703C2 (en) | Ash-cement binder (zolcit) based on acid ashes of thermal power plants | |
US20160214899A1 (en) | A binder based on activated ground granulated blast furnace slag useful for forming a concrete type material | |
RU2125545C1 (en) | Binding agent | |
US4119467A (en) | Cement and process for producing same | |
RU2286965C1 (en) | Method of manufacturing magnesia binder | |
JPS5857378B2 (en) | Cement and its manufacturing method | |
US3579619A (en) | Roasting marl to produce a pozzolana material | |
RU2212383C2 (en) | Unfired binder | |
RU2658416C1 (en) | Composite bonding | |
KR100403913B1 (en) | Non-explosive demolition agent recycling industrial wastes | |
RU2068819C1 (en) | Mass for fabricating decorative facing tiles | |
RU2255063C1 (en) | Binding agent | |
JPH0116785B2 (en) | ||
RU2371405C2 (en) | Cement production method | |
KR101329623B1 (en) | Deal with carbon dioxide for plenty of recycling aggregate and environment-friendly block for shore protection binder composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060227 |