RU2278835C2 - Hydraulic binder - Google Patents

Hydraulic binder Download PDF

Info

Publication number
RU2278835C2
RU2278835C2 RU2001125233/03A RU2001125233A RU2278835C2 RU 2278835 C2 RU2278835 C2 RU 2278835C2 RU 2001125233/03 A RU2001125233/03 A RU 2001125233/03A RU 2001125233 A RU2001125233 A RU 2001125233A RU 2278835 C2 RU2278835 C2 RU 2278835C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
binder
sulfate
cao
portland cement
Prior art date
Application number
RU2001125233/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001125233A (en
Inventor
Денес НОВАК (AT)
Денес Новак
Original Assignee
Вопфингер Штайн- Унд Калькверке Шмид Унд Ко.
Денес Новак
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 Вопфингер Штайн- Унд Калькверке Шмид Унд Ко., Денес Новак filed Critical Вопфингер Штайн- Унд Калькверке Шмид Унд Ко.
Priority to RU2001125233/03A priority Critical patent/RU2278835C2/en
Publication of RU2001125233A publication Critical patent/RU2001125233A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2278835C2 publication Critical patent/RU2278835C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic binder made from finely-ground blast-furnace slag; manufacture of purification works, water basins, sumps and building objects subjected to action of sulfate.
SUBSTANCE: proposed hydraulic binder contains blast-furnace slag finely ground to dispersity of 5000 cm2/g by Blane moderately latent, sulfate carrier and activating additives. According to data obtained during analysis, moderately latent blast-furnace slag has the following composition, %: vitreousness, more than 93; SiO2, 34-40; CaO, 34-37; Al2O3, more than 9 but preferably below 13; (CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2), 0.88-0/98. These magnitudes may be obtained at mixing several kinds of slag. Binder contains preferably 0.5-5% of Portland cement clinker or Portland cement. Thus, high-quality binder may be made on base of low-grade slag; this binder possesses high sulfate-resistance and strength compared with strength of standard Portland cement at low hydration heat.
EFFECT: enhanced efficiency.
9 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к гидравлическому связующему из тонко измельченного до дисперсности по Блэйну 5000 см2/г и более, умеренно латентно гидравлического доменного шлака, который содержит сульфатный носитель и активирующие добавки.The present invention relates to a hydraulic binder from finely ground to Blaine dispersion of 5000 cm 2 / g or more, a moderately latent hydraulic blast furnace slag that contains a sulfate carrier and activating additives.

Доменный шлак образуется как побочный продукт при производстве чугуна. В доменной печи из компонентов, содержащих глину, кремнезем и известь, железной руды, а также из известняка и примесей угля при температурах около 1900°С наряду с расплавом железа образуется более легкий расплав, так называемый доменный шлак. Указанный шлак охлаждают водой при 1400°С. В результате указанного быстрого охлаждения образуется стекловидный гранулят, который является латентным гидравлическим связующим. Поэтому стекловидный доменный шлак не рассматривают как самостоятельное связующее. Но его энергия затвердевания может быть активирована добавками. Для указанного активирования принципиально существуют две возможности: прибавление гашеной извести или цемента (щелочное активирование) и прибавление сульфата кальция (сульфатное активирование). Конечно, не всякий шлак способен активироваться одинаково.Blast furnace slag is formed as a by-product in the production of pig iron. In a blast furnace from components containing clay, silica and lime, iron ore, as well as from limestone and coal impurities at temperatures around 1900 ° C, a lighter melt, the so-called blast furnace slag, is formed along with the iron melt. The specified slag is cooled with water at 1400 ° C. As a result of this rapid cooling, a glassy granulate is formed, which is a latent hydraulic binder. Therefore, the glassy blast furnace slag is not considered as an independent binder. But its solidification energy can be activated by additives. There are basically two possibilities for this activation: the addition of slaked lime or cement (alkaline activation) and the addition of calcium sulfate (sulfate activation). Of course, not every slag can be activated equally.

Оценка шлака как латнентного гидравлического связующего зависит от состава шлака. Так, д-р Fritz Keil в "Zement, Herstellung und Eigenschaften", Springer-Verlag, Берлин, 1971, на стр. 116 оценивает качество шлака по соотношению (CaO+CaS+0,5 MgO+Al2О3)/(SiO2+MnO) (величина F). Если величина F выше 1,9, шлак считают очень хорошим, ниже 1,5 - умеренно гидравлическим. Другим критерием оценки активности шлака является содержание SiO2. Так, шлаки с менее чем 32% в целом считают высокогидравлическими, с более чем 37% - мало гидравлическими.Assessment of slag as a latent hydraulic binder depends on the composition of the slag. So, Dr. Fritz Keil in "Zement, Herstellung und Eigenschaften", Springer-Verlag, Berlin, 1971, on page 116 estimates the quality of the slag by the ratio (CaO + CaS + 0.5 MgO + Al 2 O 3 ) / ( SiO 2 + MnO) (F value). If the F value is above 1.9, slag is considered very good, below 1.5 - moderately hydraulic. Another criterion for evaluating the activity of slag is the content of SiO 2 . So, slags with less than 32% are generally considered highly hydraulic, with more than 37% - little hydraulic.

Относительно щелочного активирования по EN 197-1 при получении цемента для качества шлака установлены следующие требования: отношение (CaO+MgO)/SiO2 должно быть больше, чем 1,0.With respect to alkaline activation according to EN 197-1, the following requirements are established for the production of cement for slag quality: the ratio (CaO + MgO) / SiO 2 must be greater than 1.0.

Для сульфатного активирования применимы согласно литературе шлаки, которые характеризуются содержанием по меньшей мере 13% Al2O3 и отношением (СаО+MgO+Al2О3)/SiO2 выше 1,6. Многие патенты требуют содержания СаО выше 40% и содержания Al2O3 выше 14% (смотри, например, CA-PS 1131664).According to the literature, slags are applicable for sulfate activation, which are characterized by a content of at least 13% Al 2 O 3 and a ratio (CaO + MgO + Al 2 O 3 ) / SiO 2 above 1.6. Many patents require CaO content above 40% and Al 2 O 3 content above 14% (see, for example, CA-PS 1131664).

В CA-PS 1131664 описано связующее, которое имеет следующий состав:CA-PS 1131664 describes a binder that has the following composition:

80-85% гранулированного доменного шлака (с 40-50% СаО80-85% of granulated blast furnace slag (with 40-50% CaO

14-20% А12O3 14-20% A1 2 O 3

30-35% SiO2 30-35% SiO 2

5-8% MgO),5-8% MgO),

13-17% CaSO4 (в расчете на ангидрит),13-17% CaSO 4 (calculated as anhydrite),

1,5-2,5% портландцемента,1.5-2.5% Portland cement

0,1-0,5% органической карбоновой кислоты или ее соли,0.1-0.5% organic carboxylic acid or its salt,

0,03-0,6% метилцеллюлозы, стеарата Na или лаурилбензолсульфоната Na и0.03-0.6% methyl cellulose, Na stearate or Na laurylbenzenesulfonate and

0,6-2% сульфата натрия.0.6-2% sodium sulfate.

В соответствии с вышесказанным получают высокогидравлический шлак. Для улучшения рекомендуют даже добавлять к шлаку Al2О3 и СаО и нагревать данную смесь.In accordance with the foregoing, highly hydraulic slag is obtained. For improvement, it is even recommended to add Al 2 O 3 and CaO to the slag and heat this mixture.

На основании приведенных критериев, к сожалению, большую часть образующихся доменных шлаков оценивают как умеренно гидравлические. Данные неполноценные доменные шлаки могут применяться в цементной промышленности в виде совместно размолотых веществ эмпирически до максимум 65% содержания цемента, так как выше этого прочность быстро падает. Также при изготовлении бетона указанные шлаки могут использоваться лишь ограниченно.Based on the above criteria, unfortunately, most of the resulting blast furnace slag is estimated to be moderately hydraulic. These inferior blast furnace slags can be used in the cement industry in the form of co-milled substances empirically up to a maximum of 65% cement content, since above this strength quickly drops. Also, in the manufacture of concrete, these slags can be used only to a limited extent.

Задачей предлагаемого изобретения является создание связующего указанного вначале типа, при котором применяют неполноценные шлаки и тем не менее получают высококачественный продукт.The objective of the invention is to provide a binder of the type indicated at the beginning, in which defective slags are used and, nevertheless, a high-quality product is obtained.

Эта задача решается благодаря связующему указанного вначале типа, которое содержит умеренно латентно гидравлический доменный шлак следующего состава по данным анализа:This problem is solved thanks to the binder of the type indicated at the beginning, which contains a moderately latent hydraulic blast furnace slag of the following composition according to the analysis:

стекловидность vitreous более 93%  more than 93% SiO2 SiO 2 34-40%34-40% CaOCao 34-37%34-37% А12О3 A1 2 O 3 более 9%more than 9% (CaO+MgO)/(А12О3+SiO2) (CaO + MgO) / (A1 2 O 3 + SiO 2 ) 0, 88-0,98 0, 88-0.98

Неожиданно было обнаружено, что шлаки, которые удовлетворяют данным параметрам, дают хорошие продукты, даже тогда, когда они по обычным критериям относятся к умеренно гидравлическим. Можно применять шлаки с менее чем 13% А12О3. Величина F может быть ниже 1,5 и соотношение (СаО+MgO+Al2O3) /SiO2 ниже 1,6.It was unexpectedly discovered that slags that satisfy these parameters give good products, even when they are moderately hydraulic by the usual criteria. Slags with less than 13% A1 2 O 3 can be used. The value of F may be below 1.5 and the ratio (CaO + MgO + Al 2 O 3 ) / SiO 2 below 1.6.

Шлак редко, только случайно имеет все требуемые согласно изобретению свойства. Но поскольку имеется очень много неполноценных шлаков, часто можно получить все требуемые свойства, используя смесь, по меньшей мере, двух доменных шлаков. Это приводит к дополнительному преимуществу, заключающемуся в том, что степень активирования намного повышается, если вышеупомянутые предпосылки получают за счет смешивания шлаков различного происхождения.Slag rarely, only by chance, has all the properties required according to the invention. But since there are so many inferior slags, it is often possible to obtain all the required properties using a mixture of at least two blast furnace slags. This leads to an additional advantage in that the degree of activation is much higher if the aforementioned prerequisites are obtained by mixing slags of various origins.

Активирование шлака осуществляют примешиванием или совместным размалыванием природного гипса, гипса обессеривания дымовых газов (REA-гипса) или ангидрита 12-20%, портландцемента 0,5-5% и/или других СаО-носителей, как высокотемпературная каменная мука, негашеная известь или Са(ОН)2 0,5-3%, сульфатов или карбонатов щелочных металлов 0-3% и/или Са-солей карбоновых кислот 0,5-3%. Предпочтительным является применение высокотемпературной каменной муки, при котором ускоряется гидратация шлака и прочность при сжатии повышается.Slag activation is carried out by mixing or co-grinding natural gypsum, flue gas desulphurization gypsum (REA gypsum) or anhydrite 12-20%, Portland cement 0.5-5% and / or other CaO carriers, such as high-temperature stone flour, quicklime or Ca (OH) 2 0.5-3%, sulfates or carbonates of alkali metals 0-3% and / or Ca-salts of carboxylic acids 0.5-3%. It is preferable to use high-temperature stone flour, in which slag hydration is accelerated and compressive strength is increased.

Высокотемпературная каменная мука является 70-90% нейтрализованной сырой каменной мукой, которая образуется в нижней части циклона теплообменной печи при 800-900°С при производстве портландцементного клинкера. Каменную муку отделяют с помощью байпаса из системы печи. Она преимущественно содержит СаО.High-temperature stone flour is 70-90% neutralized raw stone flour, which is formed in the lower part of the cyclone of a heat-exchange furnace at 800-900 ° C in the production of Portland cement clinker. Stone flour is separated by bypass from the furnace system. It mainly contains CaO.

Полученные из указанного связующего призмы отличаются высокой устойчивостью против действия сульфата и обеспечивают прочность, которая соответствует классам прочности ONORM B3310 и EN 197-1, и сравнимы с нормальным портландцементом или даже превосходят его.The prisms obtained from the specified binder are highly resistant to sulfate and provide strength that meets the strength classes ONORM B3310 and EN 197-1, and are comparable to or even superior to normal Portland cement.

Ниже изобретение поясняется с помощью примера выполнения. Получено связующее из следующих компонентов:The invention is explained below with an exemplary embodiment. Received binder from the following components:

85% шлака (значение по Блэйну 5800 см2/г)85% slag (Blaine value 5800 cm 2 / g)

13% REA-гипса13% REA-gypsum

1% портландцемента1% Portland cement

0,5% высокотемпературной каменной муки0.5% high temperature stone flour

0,5% ацетата кальция0.5% calcium acetate

В качестве шлака один раз используют предложенный шлак и один раз другой шлак (сравнительный пример).As slag, the proposed slag and once another slag are used once (comparative example).

Данные шлаков и придаваемые ими прочности приведены в следующей таблице:Slag data and their strength are given in the following table:

АнализыAnalyzes Хорошо подходящая смесь шлаковGood slag mix Неподходящая смесь шлаковUnsuitable slag mixture Стекловидность,%Glassiness,% 9494 9494 SiO2, %SiO 2 ,% 38,338.3 37,337.3 А12О3, %A1 2 O 3 ,% 11,211.2 10,010.0 СаО, %CaO,% 35,835.8 38,238,2 MgO, %MgO,% 99 10,510.5 (CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)(CaO + MgO) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) 0,910.91 1,031,03   ON B3310ON B3310 EN 196-1EN 196-1 ON B3310ON B3310 EN 196-1EN 196-1 Прочность при сжатии N/мм2 Compressive Strength N / mm 2         через 2 дняin 2 days   77   99 через 3 дняin 3 days 1010   11eleven   через 7 днейin 7 days 2626 30thirty 15fifteen 18eighteen через 28 днейafter 28 days 4646 4949 2222 2424

Прочность дополнительно может быть еще значительно повышена добавкой бетона (как разбавление для снижения величины вода/связующее от 0,6 до 0,30).Strength can be further increased significantly by adding concrete (as a dilution to reduce the water / binder from 0.6 to 0.30).

Предложенное связующее характеризуется особенно низкой теплотой гидратации. Оно особенно широко применимо для изготовления очистных сооружений, туннельных труб, бассейнов, поддонов и строительных объектов, которые подвергаются действию сульфатов.The proposed binder is characterized by a particularly low heat of hydration. It is especially widely applicable for the manufacture of treatment facilities, tunnel pipes, pools, pallets and construction sites that are exposed to sulfates.

Claims (9)

1. Гидравлическое связующее из тонкоизмельченного до дисперсности 5000 см2/г и выше по Блэйну, умеренно латентно гидравлического доменного шлака, которое содержит сульфатный носитель и активирующие добавки, отличающееся тем, что оно содержит указанный шлак следующего состава по данным анализа, %:1. Hydraulic binder from finely divided to a dispersion of 5000 cm 2 / g and higher according to Blaine, moderately latent hydraulic blast furnace slag, which contains a sulfate carrier and activating additives, characterized in that it contains the specified slag of the following composition according to analysis,%: СтекловидностьGlassy Более 93More than 93 SiO2 SiO 2 34-4034-40 CaOCao 34-3734-37 Al2O3 Al 2 O 3 Более 9More than 9 (CaO+MgO)/(Al2О3+SiO2)(CaO + MgO) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) 0,88-0,980.88-0.98
2. Связующее по п.1, отличающееся тем, что доля Al2О3 в доменном шлаке составляет самое большее 13%.2. Binder according to claim 1, characterized in that the proportion of Al 2 O 3 in blast furnace slag is at most 13%. 3. Связующее по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный шлак образован смесью по меньшей мере двух доменных шлаков.3. The binder according to claim 1 or 2, characterized in that said slag is formed by a mixture of at least two blast-furnace slags. 4. Связующее по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанный шлак имеет дисперсность 5000-6500 см2/г по Блэйну.4. Binder according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said slag has a dispersion of 5000-6500 cm 2 / g according to Blaine. 5. Связующее по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что в качестве активирующей добавки оно содержит 0,5-5% портландцементного клинкера или портландцемента.5. A binder according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains 0.5-5% Portland cement clinker or Portland cement as an activating additive. 6. Связующее по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что оно в качестве сульфатного носителя содержит 12-20% отходов гипса от обессеривания дымовых газов, или полугидрата, или ангидрита, или природного гипса, или смеси указанных сульфатных носителей.6. A binder according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it as a sulfate carrier contains 12-20% of gypsum waste from desulfurization of flue gases, or hemihydrate, or anhydrite, or natural gypsum, or a mixture of these sulfate carriers. 7. Связующее по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в качестве активирующей добавки оно содержит 0,5-3% высокотемпературной каменной муки, или гашеной извести, или негашеной извести.7. Binder according to any one of claims 1 to 6, characterized in that as an activating additive it contains 0.5-3% of high-temperature stone flour, or slaked lime, or quicklime. 8. Связующее по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что в качестве активирующей добавки оно содержит до 3% сульфата и/или карбоната щелочного металла - K2SO4, Na2SO4, Na2СО3, Li2CO3 или К2СО3.8. Binder according to any one of claims 1 to 7, characterized in that as an activating additive it contains up to 3% sulfate and / or alkali metal carbonate - K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , Li 2 CO 3 or K 2 CO 3 . 9. Связующее по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что оно содержит в качестве активирующей добавки 0,5-3% кальциевой соли карбоновой кислоты - ацетата кальция и/или формиата кальция.9. A binder according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it contains 0.5-3% calcium salt of a carboxylic acid - calcium acetate and / or calcium formate as an activating additive.
RU2001125233/03A 2001-09-13 2001-09-13 Hydraulic binder RU2278835C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125233/03A RU2278835C2 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Hydraulic binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125233/03A RU2278835C2 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Hydraulic binder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001125233A RU2001125233A (en) 2003-06-20
RU2278835C2 true RU2278835C2 (en) 2006-06-27

Family

ID=36714806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125233/03A RU2278835C2 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Hydraulic binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2278835C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛЖЕНСКИЙ А.В. и др. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов, Москва, Издательство литературы по строительству, 1969, с. 9, 16-19, 160-162. ВОЛЖЕНСКИЙ А.В. и др. Минеральные вяжущие вещества, Москва, Стройиздат, 1973, с. 20. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6840996B2 (en) Cement composition
US6572698B1 (en) Activated aluminosilicate binder
KR100601066B1 (en) Cement admixture, cement composition, and method for suppressing carbonation using the same
CA2574532A1 (en) High belite-containing sulfoaluminous clinker, method for the production and the use thereof for preparing hydraulic binders.
US20240002289A1 (en) A low-carbon cement and its method of production
KR20180014373A (en) Calcium Sulfoaluminate-Based Clinker Composition Used Disposal Resources, Cement Composition Containing the Clinker Composition, and Method for Manufacturing the Cement Composition
RU2261846C2 (en) Method of oxidative treatment of steel-casting slag for production of cement materials
US6409820B1 (en) Hydraulic binder
US20130247796A1 (en) Cement admixture, cement composition, and method for reducing hexavalent chromium using the same
JP6983963B1 (en) Cement composition
EP1195361B1 (en) Hydraulic binder
RU2278835C2 (en) Hydraulic binder
KR100866035B1 (en) Hydraulic binder
JP4865167B2 (en) Hydraulic binder
CA2324486C (en) Hydraulic binder
JPH0774366B2 (en) Blast furnace slag composition
AU784843B2 (en) Hydraulic binder
HU224655B1 (en) Hydraulic binding material
SK286202B6 (en) Hydraulic binder
HRP20010674A2 (en) Hydraulic binder
SU1031933A1 (en) Raw mix for preparing portland cement clinker
PL205671B1 (en) Hydraulic binder
CZ20013271A3 (en) Hydraulic binding agent
WO2023182292A1 (en) Portland cement clinker, cement composition, and method for producing portland cement clinker
RU2001125233A (en) HYDRAULIC BINDER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120914