RU2154037C1 - Binding agent - Google Patents

Binding agent Download PDF

Info

Publication number
RU2154037C1
RU2154037C1 RU99106733A RU99106733A RU2154037C1 RU 2154037 C1 RU2154037 C1 RU 2154037C1 RU 99106733 A RU99106733 A RU 99106733A RU 99106733 A RU99106733 A RU 99106733A RU 2154037 C1 RU2154037 C1 RU 2154037C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder
fly ash
clay
portland cement
brick lining
Prior art date
Application number
RU99106733A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Т.А. Ухова
С.В. Васюков
Г.М. Березовский
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона"
Priority to RU99106733A priority Critical patent/RU2154037C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2154037C1 publication Critical patent/RU2154037C1/en

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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0481—Other specific industrial waste materials not provided for elsewhere in C04B18/00
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/165—Ceramic waste
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: invention relates to binders based on high-calcium ashes and can be used for production of concrete and reinforced-concrete products as well as to mortars. Agent contains, %: ground knock-out of brick lining of aluminum production electrolyzer baths (clay-containing component), 2-10; Portland cement, 10-40; carried over basic ashes, within 4-32.4; oxygen, the balance. EFFECT: reduced power and labor consumption. 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к составам вяжущих на основе высококальциевых зол, которое может быть использовано для производства бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов. The invention relates to the construction materials industry, in particular to binders based on high-calcium ashes, which can be used for the production of concrete and reinforced concrete products, as well as mortars.

Известно вяжущее, включающее золу-унос и кремнефтористоводородную кислоту /1/. Known astringent, including fly ash and hydrofluoric acid / 1 /.

Известно также вяжущее, включающее золу-унос и горную породу в виде гейландита /2/. Also known astringent, including fly ash and rock in the form of heylandite / 2 /.

Недостатком этих видов вяжущих являются низкие прочности, а также неравномерность изменения объема при содержании в золе-уносе свободного оксида кальция более 15%. The disadvantage of these types of binders is low strength, as well as the unevenness of volume changes when the content in the fly ash is more than 15% free calcium oxide.

Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее основную золу-унос, глину и цемент /3/. Closest to the proposed binder in technical essence and the achieved result is a binder, including the main fly ash, clay and cement / 3 /.

Недостатком известного вяжущего являются неравномерность изменения объема при использовании высококальциевых буроугольных зол-уноса, а также использование механической активации вяжущего путем помола в шаровых мельницах, что влечет за собою высокие энерго- и трудозатраты на его производство. A disadvantage of the known binder is the uneven volume change when using high-calcium brown coal fly ash, as well as the use of mechanical activation of the binder by grinding in ball mills, which entails high energy and labor costs for its production.

Техническая задача состоит в снижении энерго- и трудозатрат при производстве вяжущего на основе буроугольной высококальциевой золы-уноса с содержанием свободного оксида кальция 4-32,4 мас.% с обеспечением высоких показателей по прочности и по равномерности изменения объема. The technical problem is to reduce energy and labor costs in the production of binder based on brown coal high calcium fly ash with a content of free calcium oxide of 4-32.4 wt.% With high performance in terms of strength and uniformity of volume change.

Техническая задача решается таким образом, что вяжущее, включающее основную золу-унос, цемент и глиносодержащий компонент, согласно изобретению содержит основную золу-унос с содержанием свободного оксида кальция в количестве 4-32,4 мас.%, а в качестве глиносодержащего компонента - молотую выбойку кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
молотая выбойка кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия - 2-10
портландцемент - 10-40
основная зола-унос - остальное
Предлагаемое вяжущее отличается от известного изменением компонентного состава вяжущего, обеспечивающего максимальное использование гидравлической химической активности свободного оксида кальция в процессе получения бетонных и растворных смесей.The technical problem is solved in such a way that the binder, including the main fly ash, cement and clay component, according to the invention contains the main fly ash with the content of free calcium oxide in the amount of 4-32.4 wt.%, And as a clay-containing component - ground the brick hole lining of the bathtubs of aluminum electrolytic cells, in the following ratio of components, wt.%:
ground break of brick lining of bathtubs of aluminum production electrolyzers - 2-10
Portland cement - 10-40
main fly ash - the rest
The proposed binder differs from the known change in the component composition of the binder, ensuring maximum use of the hydraulic chemical activity of free calcium oxide in the process of obtaining concrete and mortar mixtures.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что полиминеральный вещественный состав вяжущего и соотношение его компонентов обеспечивают многофазный состав гидратированного вяжущего камня. Новообразования получаемого вяжущего представлены гидросиликатами, гидроалюминатами, гидросульфоалюминатами, ферритами и др. The essence of the claimed invention lies in the fact that the polymineral material composition of the binder and the ratio of its components provide a multiphase composition of hydrated binder stone. Neoplasms of the resulting binder are represented by hydrosilicates, hydroaluminates, hydrosulfoaluminates, ferrites, etc.

Уже в начальных фазах гидратации вяжущего формируется прочная кристаллизационная структура в основном в результате взаимодействия активных фаз золы и гидроокиси кальция с активным кремнеземом и алюминатами. Содержащиеся в выбойке кирпичной футеровки электролизеров фтористые соединения в виде фторидов и криолита связывают свободный оксид кальция в труднорастворимый флюорит. Вместе с этим щелочноземельные гидроалюмосиликаты способствуют снижению щелочности за счет интенсивного связывания свободного оксида кальция в виде ионов Ca в гидросиликаты и гидроалюминаты. A strong crystallization structure is formed already in the initial phases of binder hydration, mainly as a result of the interaction of the active phases of ash and calcium hydroxide with active silica and aluminates. The fluoride compounds in the form of a brick lining of electrolytic cells in the form of fluorides and cryolite bind free calcium oxide to sparingly soluble fluorite. Along with this, alkaline-earth hydroaluminosilicates contribute to a decrease in alkalinity due to the intense binding of free calcium oxide in the form of Ca ions to hydrosilicates and hydroaluminates.

Состав и особенности процесса твердения вяжущего позволяют достигнуть высокой степени равномерности изменения объема и повысить его прочность. The composition and characteristics of the binder hardening process make it possible to achieve a high degree of uniformity in volume changes and increase its strength.

Оптимальность пределов содержания компонентов вяжущего выбрана из условия получения наименьших значений деформаций расширения вяжущего и наибольшего значения его прочности. The optimality of the binder component content limits is selected from the condition of obtaining the smallest values of the binder expansion strains and the highest value of its strength.

Для получения вяжущего используют золу-унос Березовской ГРЭС-1 и Красноярской ТЭЦ-1. Химический состав золы-унос Березовской ГРЭС-1 представлен следующим:
CaO общ 30,2-48,7; CaO св 15,8-32,4; MgO 4,5-6,0; SiO2 12,8-23,9; Al2O3 7,5-12,4; Fe2O3 6,7-10,2; Na2O + K2O 1,2-1,6; SO3 2,5-3,5; п.п.п. 1,2-7,4. Химический состав золы-уноса Красноярской ТЭЦ-1 представлен следующим: CaO общ 5,0-23,8; CaO св 4,0-13,0; MgO 2,2-5,8; SiO2 13,4-52,6; Al2O3 5,4-18,8; Fe2O3 4,4-6,3; Na2O + K2 1,4-2,2; SO3 0,6-0,8; п.п.п. 2,4-4,2.To obtain a binder, fly ash of Berezovskaya TPP-1 and Krasnoyarsk TPP-1 is used. The chemical composition of fly ash of Berezovskaya TPP-1 is as follows:
CaO total 30.2-48.7; CaO St. 15.8-32.4; MgO 4.5-6.0; SiO 2 12.8-23.9; Al 2 O 3 7.5-12.4; Fe 2 O 3 6.7-10.2; Na 2 O + K 2 O 1.2-1.6; SO 3 2.5-3.5; p.p.p. 1.2-7.4. The chemical composition of fly ash of Krasnoyarsk TPP-1 is as follows: CaO total 5.0-23.8; CaO St. 4.0-13.0; MgO 2.2-5.8; SiO 2 13.4-52.6; Al 2 O 3 5.4-18.8; Fe 2 O 3 4.4-6.3; Na 2 O + K 2 1.4-2.2; SO 3 0.6-0.8; p.p.p. 2.4-4.2.

Выбойка кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия представлена следующим химическим составом: F 1,5-21,5; Al 17,7-22,5; Na 12,6-15,9; SO3 32,2-39,9; Fe2O3 1,8-2,9; Ca 1,3-1,7; Mg 0,07-0,09; Al4C3 1,7-6,8; п.п.п. 2,2-5,4.The brick lining of the bathtubs of aluminum electrolytic cells is represented by the following chemical composition: F 1.5-21.5; Al 17.7-22.5; Na 12.6-15.9; SO 3 32.2-39.9; Fe 2 O 3 1.8-2.9; Ca 1.3-1.7; Mg 0.07-0.09; Al 4 C 3 1.7-6.8; p.p.p. 2.2-5.4.

В опытных замесах используется портландцемент марки 400 Ачинского завода. Предварительная подготовка выбойки кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия включает дробление кускового материала размером до 250 мм на щековой дробилке с последующим помолом на вибрационной мельнице до фракции 0,63 мм. Portland cement 400 of the Achinsk plant is used in experimental batches. Preliminary preparation for breaking a brick lining of aluminum electrolytic cell bathtubs involves crushing lump material up to 250 mm in size on a jaw crusher followed by grinding in a vibration mill to a fraction of 0.63 mm.

Для определения свойств полученного вяжущего готовят образцы-балочки 4х4х16 см при соотношении вяжущее:песок 1:3 и водовяжущем отношении 0,4. To determine the properties of the obtained binder, 4x4x16 cm beam samples are prepared with a binder: sand ratio of 1: 3 and a water binder ratio of 0.4.

Образцы готовят и изпытывают в соответствии с ГОСТ 310.3-76 и ГОСТ 310.4-81. "Цементы. Методы испытания". Равномерность изменения объема вяжущих контролируют путем кипячения в воде образцов-лепешек из теста нормальной густоты, а также путем определения относительных деформаций расширения образцов призм 2,5х2,5х28 см испытанием в пропарочной камере. Samples are prepared and poured in accordance with GOST 310.3-76 and GOST 310.4-81. "Cements. Test methods." The uniformity of the change in the volume of binders is controlled by boiling in water samples of cakes from a dough of normal density, as well as by determining the relative expansion strains of the samples of prisms 2.5x2.5x28 cm by testing in a steaming chamber.

Образцы при испытании на прочность выдерживают в нормальных условиях при 18-22oC, а также пропаривают при 80oС по режиму 4-8-4 ч и испытывают в возрасте 3 суток и 28 суток.Samples when tested for strength can withstand in normal conditions at 18-22 o C, and also steamed at 80 o C for 4-8-4 hours and tested at the age of 3 days and 28 days.

Конкретные составы вяжущих приведены в таблице 1, а результаты испытаний - в таблице 2. Specific binders are shown in table 1, and the test results are shown in table 2.

Составы 1-4 готовят на золе-уносе Березовской ГРЭС-2, а составы 5-8 - на золе-уносе Красноярской ТЭЦ-1. Compounds 1-4 are prepared on fly ash of the Berezovskaya TPP-2, and trains 5-8 are prepared on fly ash of the Krasnoyarsk TPP-1.

Как видно из таблицы 2, предлагаемое вяжущее характеризуется по сравнению с известным более высокой прочностью и отличается пониженными деформациями расширения. Предлагаемое вяжущее является вяжущим гидравлического твердения и способно твердеть и в нормальных условиях, и в условиях пропаривания. As can be seen from table 2, the proposed binder is characterized in comparison with the known higher strength and is characterized by reduced expansion deformations. The proposed binder is a binder of hydraulic hardening and is able to harden under normal conditions and in conditions of steaming.

Получение предлагаемого вяжущего позволяет расширить области эффективного использования высококальциевых зол-уноса от сжигания бурых углей. Obtaining the proposed binder allows you to expand the field of effective use of high-calcium fly ash from burning brown coal.

Источники информации
1. SU Авторское свидетельство N 588204 кл. C 04 B 7/28, БИ N 2 1978 г.Sources of information
1. SU Copyright certificate N 588204 cl. C 04 B 7/28, BI N 2 1978

2. SU Авторское свидетельство N 1208587 кл. C 04 B 7/28, 7/12 БИ N 17 1987 г. 2. SU Copyright certificate N 1208587 cl. C 04 B 7/28, 7/12 BI N 17 1987

3. Патент РФ N 2036177 кл. C 04 B 7/28 БИ N 15 1995 г. (прототип). 3. RF patent N 2036177 class. C 04 B 7/28 BI N 15 1995 (prototype).

Claims (1)

Вяжущее, включающее основную золу-унос, портландцемент, глиносодержащий компонент, отличающееся тем, что оно содержит основную золу-унос с содержанием свободного окисда кальция в количестве 4 - 32,4 мас.%, а в качестве глиносодержащего компонента - молотую выбойку кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Молотая выбойка кирпичной футеровки ванн электролизеров производства алюминия - 2 - 10
Портландцемент - 10 - 40
Основная зола-унос - ОстальноеA binder, including the main fly ash, Portland cement, clay-containing component, characterized in that it contains the main fly ash with the content of free calcium oxide in the amount of 4 - 32.4 wt.%, And as the clay-containing component - ground break brick lining of the bathtubs electrolytic cells of aluminum production in the following ratio of components, wt.%:
Ground break of a brick lining of bathtubs of aluminum electrolysis cells - 2 - 10
Portland cement - 10 - 40
Primary fly ash - Other
RU99106733A 1999-04-06 1999-04-06 Binding agent RU2154037C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106733A RU2154037C1 (en) 1999-04-06 1999-04-06 Binding agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106733A RU2154037C1 (en) 1999-04-06 1999-04-06 Binding agent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2154037C1 true RU2154037C1 (en) 2000-08-10

Family

ID=20217973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106733A RU2154037C1 (en) 1999-04-06 1999-04-06 Binding agent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2154037C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502691C2 (en) * 2011-08-15 2013-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Mixture for production of fireproof concretes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502691C2 (en) * 2011-08-15 2013-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") Mixture for production of fireproof concretes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oyetola et al. The use of rice husk ash in low-cost sandcrete block production
Ghiasvand et al. Effect of grinding method and particle size distribution on the properties of Portland-pozzolan cement
US8747549B1 (en) Fly ash-based cementitious mixture
CN109053075A (en) A kind of highway engineering high-performance machine-made sand concrete preparation method
JP4396969B2 (en) Lightweight cellular concrete and method for producing the same
CN110218072A (en) Autoclave aerated concrete building block/plate and preparation method containing new type mortar
JP5633044B2 (en) Fly ash concrete and manufacturing method thereof
JP7066056B2 (en) Engineered concrete binder composition containing mechanochemically modified components and its manufacturing method
CN110498630A (en) A kind of composite additive for concrete and preparation method thereof and concrete
RU2154037C1 (en) Binding agent
CN110818339A (en) Preparation method of light high-impermeability concrete
JPH10167793A (en) Water-permeable concrete material for site fabrication and site fabrication of water-permeable concrete
RU2340577C2 (en) Sulfate-slag binding agent
RU2211194C1 (en) Expansion additive, hydraulic binder with indicated additive, and a method for preparation thereof
Verma et al. The Influence of Lime as Partial Replacement of Cement on Strength Characteristics of Mortar and Concrete Mixes
Abdelfattah et al. Enhancement the properties of lightweight concrete mortars by some additive materials
RU2536535C1 (en) Concrete mixture
Oleng et al. Physical and Mechanical Experimental Investigation of Concrete incorporated with Ceramic and Porcelain Clay Tile Powders as Partial Cement Substitutes
Okoya Investigation into the Cementitious Properties of a Mixture of Rice Husks Ash with Building Lime
CN109336513A (en) The preparation and application of useless ceramic tile concrete
RU2074144C1 (en) Raw material mix for preparation of chemically stable silicon-concrete of autoclave hardening
Awoyera et al. Novel concrete mixture using silica rich aggregates: Workability, strength and microstructural properties
OKELLO Use of local brewery waste and bitter cassava flour as a partial replacement of cement for plastering eco houses
RU2016872C1 (en) Building raw mixture
US20240076238A1 (en) Low-carbon construction binder and materials providing comfort in summer

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention