RU2371405C2 - Cement production method - Google Patents
Cement production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371405C2 RU2371405C2 RU2007132640/03A RU2007132640A RU2371405C2 RU 2371405 C2 RU2371405 C2 RU 2371405C2 RU 2007132640/03 A RU2007132640/03 A RU 2007132640/03A RU 2007132640 A RU2007132640 A RU 2007132640A RU 2371405 C2 RU2371405 C2 RU 2371405C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- additive
- waste
- alkalizing
- clinker
- Prior art date
Links
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
- C04B7/02—Portland cement
- C04B7/04—Portland cement using raw materials containing gypsum, i.e. processes of the Mueller-Kuehne type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам производства цемента и может быть использовано для получения новых видов цементов, применяемых в строительстве, а также строительных растворов и бетонов на их основе.The invention relates to methods for the production of cement and can be used to obtain new types of cements used in construction, as well as mortars and concrete based on them.
Известен способ производства цемента, включающий изготовление портландцементного клинкера с размолом последнего с добавками двуводного гипса и доломита в эффективных количествах (см. автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технич. наук Истомина М.Ю. Улан-Удэ, 1998).A known method of cement production, including the manufacture of Portland cement clinker with grinding the latter with the addition of two-water gypsum and dolomite in effective quantities (see abstract of the dissertation for the degree of candidate of technical sciences Istomina M.Yu. Ulan-Ude, 1998).
Однако данный способ характеризуется повышенной энергоемкостью процесса.However, this method is characterized by increased energy intensity of the process.
Известен также способ производства цемента, включающий размол портландцементного клинкера в присутствии хвостов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья (см. книгу Мещерякова Ю.Г. Гипсовые попутные промышленные продукты и их применение в производстве строительных материалов. - Л., Стройиздат, 1982, с.27, 32-33, 47-48).There is also known a method for the production of cement, including grinding Portland cement clinker in the presence of tails of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials (see the book Meshcheryakova Yu.G. Gypsum-associated industrial products and their use in the production of building materials. - L., Stroyizdat, 1982, p. .27, 32-33, 47-48).
При этом в качестве хвостов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья используют борогипс.At the same time, borogypsum is used as tailings for sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials.
Недостатком известного решения является невозможность существенного повышения прочности цементного камня выше уровня, определяемого маркой цемента.A disadvantage of the known solution is the inability to significantly increase the strength of cement stone above the level determined by the brand of cement.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении возможности повышения прочности цементного камня выше уровня, определяемого маркой цемента.The problem to which the claimed invention is directed, is to provide the opportunity to increase the strength of cement stone above the level determined by the brand of cement.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности получения цементов более высоких марок, чем получаемые известными способами при технологических параметрах подготовки и обработки сырья соответствующих известным способам. Кроме того, обеспечивается эффективная утилизация отходов горно-химического (борного) производства, объем которых составляет в настоящее время свыше 15 млн. тонн и отпадает необходимость завоза гипса в Дальневосточный регион, поскольку названные отходы находятся в районе Дальнегорского месторождения датолит-волластонитовых скарнов (Приморский край). Таким образом, обеспечивается получение новых, готовых к использованию видов цементов, обладающих повышенной прочностью и низкой себестоимостью.The technical result achieved by solving the problem is expressed in providing the possibility of obtaining cements of higher grades than those obtained by known methods with technological parameters for the preparation and processing of raw materials corresponding to known methods. In addition, efficient utilization of mining and chemical (boron) production wastes is provided, the volume of which is currently over 15 million tons and there is no need to import gypsum to the Far Eastern region, since the wastes are located in the Dalnegorsky deposit of datolite-wollastonite skarn (Primorsky Krai ) Thus, the production of new types of cements, ready to use, with increased strength and low cost is ensured.
Поставленная задача решается тем, что способ производства цемента, включающий размол портландцементного клинкера, в присутствии хвостов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья отличается тем, что при размоле дополнительно вводят подщелачивающую добавку в виде сухого сыпучего материала при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанные хвосты - 4-8, портландцементный клинкер - остальное, указанная подщелачивающая добавка в количестве, достаточном для обеспечения pH не менее 11. Кроме того, в качестве подщелачивающей добавки использованы гидроксид натрия, карбонат натрия или гидроксид кальция. Кроме того, указанные хвосты подвергают прогреву при температуре 100-120°С с получением полуводного гипса.The problem is solved in that the method for the production of cement, including grinding Portland cement clinker, in the presence of tailings for sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials, differs in that when grinding is additionally introduced an alkalizing additive in the form of dry bulk material in the following ratio of components, wt.%: Specified tails - 4-8, Portland cement clinker - the rest, the specified alkalizing additive in an amount sufficient to ensure a pH of not less than 11. In addition, as alkalizing The additive used is sodium hydroxide, sodium carbonate or calcium hydroxide. In addition, these tails are heated at a temperature of 100-120 ° C to obtain semi-aquatic gypsum.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion 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 отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья с минералами цементного клинкера обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - повышение прочности цементного камня при снижении энергоемкости процесса производства цемента.The search results showed that the claimed invention does not follow 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 sulfuric acid processing waste of boron-containing mineral raw materials with cement minerals clinker provides a positive reaction to achieve a technical result - increasing the strength of cement stone at lower reduction of energy intensity of the cement production process.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Отходы серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья (Дальнегорское месторождение датолит-волластонитовых скарнов - Приморский край), входящие в состав цемента, являются тонкодисперсным материалом, содержащим CaSO4·2H2O в смеси с SiO2 следующего химического состава и незначительного количества других минеральных примесей, мас.% (см. табл.1).Wastes of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials (Dalnegorsk deposit of datolite-wollastonite skarn - Primorsky Territory) included in the cement are finely dispersed material containing CaSO 4 · 2H 2 O mixed with SiO 2 of the following chemical composition and a small amount of other mineral impurities , wt.% (see table 1).
Отходы - результат производственной деятельности производственного объединения «БОР» (г.Дальнегорск). Их объем составляет в настоящее время свыше 15 млн. тонн.Waste - the result of the production activities of the production association "BOR" (Dalnegorsk). Their volume is currently over 15 million tons.
В данном техническом решении это сырье используется в качестве активного вяжущего компонента в количестве 4-8% впервые.In this technical solution, this raw material is used as an active binder component in an amount of 4-8% for the first time.
При этом признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.Moreover, the features of the characterizing part of the claims provide a solution to a set of functional tasks.
Признаки «… при размоле дополнительно вводят подщелачивающую добавку в виде сухого сыпучего материала» позволяют максимизировать «прибавку» прочности цементного камня (или повышение марки портландцемента).The signs “... during grinding, an alkalizing additive in the form of dry bulk material is additionally introduced” allows to maximize the “increase” in the strength of cement stone (or increase the grade of Portland cement).
Признаки «указанные хвосты - 4-8, портландцементный клинкер - остальное», определяют оптимальные пределы содержания добавки, при этом нижний предел содержания добавки определяет минимальное ее содержание, при котором эффект приращения прочности цементного камня становится заметным, а верхний предел содержания добавки определяет максимальное ее содержание, после достижения которого прочность цементного камня начинает снижаться.The signs “specified tails - 4-8, Portland cement clinker - the rest”, determine the optimal limits of the content of the additive, while the lower limit of the content of the additive determines its minimum content, at which the effect of the increment in the strength of the cement stone becomes noticeable, and the upper limit of the content of the additive determines its maximum content, after which the strength of the cement stone begins to decline.
Признаки «указанная подщелачивающая добавка в количестве, достаточном для обеспечения pH не менее 11» обеспечивают оптимальные условия «созревания» цементного камня, при этом названные значения pH соответствуют щелочной среде. Необходимость подщелачивания среды определяется pH добавки (являющейся продуктом серно-кислотной переработки, а потому дающей реакцию слабокислотную). Для надежного «перевода» реакции гидратации в щелочную среду и требуется подщелачивание.The signs "the specified alkalizing additive in an amount sufficient to ensure a pH of not less than 11" provides optimal conditions for the "ripening" of the cement stone, while these pH values correspond to an alkaline environment. The need for alkalizing the medium is determined by the pH of the additive (which is a product of sulfuric acid processing, and therefore gives a weakly acid reaction). To reliably "transfer" the hydration reaction to an alkaline medium, alkalization is required.
Признаки второго пункта формулы конкретизируют возможные варианты подщелачивающей добавки.The signs of the second paragraph of the formula specify the possible options for alkalizing additives.
Признаки третьего пункта формулы задают режим термообработки отходов серно-кислой переработки боросодержащего минерального сырья оптимальный, с позиции конверсии CaSO4·2H2O в CaSO4·0,5Н2О, т.е. получения максимального выхода активной модификации гипса, при этом снижение температуры ниже заданного предела не обеспечит обезвоживание массы, а превышение этого предела нецелесообразно с позиций расхода энергии на этот процесс, кроме того, при более высоких температурах прогрева гипс вообще обезвоживается и теряет активность как вяжущее.The signs of the third paragraph of the formula set the heat treatment mode for waste of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials from the perspective of the conversion of CaSO 4 · 2H 2 O into CaSO 4 · 0,5Н 2 О, obtaining the maximum yield of active modification of gypsum, while lowering the temperature below a predetermined limit does not ensure mass dehydration, and exceeding this limit is impractical from the standpoint of energy consumption for this process, in addition, at higher heating temperatures, gypsum is generally dehydrated and loses activity as an astringent.
Технология получения цемента заключается в следующем.The technology for producing cement is as follows.
Отходы серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья просеивают сквозь сито с сеткой N 005, соответствующей требованиям ГОСТа для производства цементов марки 400, и просеянную фракцию смешивают в заявленных пропорциях с портландцементным клинкером, изготовленным по известной технологии. Далее процесс производства цемента не отличается от известного (заключающегося в совместном размоле клинкера и гипсосодержащего вяжущего, в данном случае - отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья). Целесообразно, чтобы отходы серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья были термообработаны для обеспечения максимальной конверсии CaSO4·2H2O в CaSO4·0,5Н2О, т.е. получения максимально активной модификации гипса, при этом снижение температуры ниже заданного предела не обеспечит обезвоживание массы, а существенное (например, свыше 120°С) превышение этого предела нецелесообразно с позиций расхода энергии на этот процесс и выхода активной модификации гипса. Данная операция может быть реализована либо в рамках отдельного технологического блока, обеспечивающего прогрев отходов в заданных пределах и последующую подачу на размол с клинкером уже термообработанного материала, либо отходы могут загружаться вместе с клинкером с расчетом утилизации его остаточного тепла, или же мельница (обеспечивающая размол клинкера и отходов) должна соответственно подогреваться.Wastes of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials are sieved through a sieve with a mesh N 005 that meets the requirements of GOST for the production of brand 400 cements, and the sifted fraction is mixed in the declared proportions with Portland cement clinker made by known technology. Further, the cement production process does not differ from the known one (consisting in the joint grinding of clinker and gypsum-containing binder, in this case, waste from sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials). It is advisable that the waste of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials be heat treated to ensure maximum conversion of CaSO 4 · 2H 2 O to CaSO 4 · 0,5Н 2 О, i.e. obtaining the most active modification of gypsum, while lowering the temperature below a predetermined limit will not ensure dehydration of the mass, and a significant (for example, above 120 ° C) exceeding this limit is impractical from the standpoint of energy consumption for this process and the output of active gypsum modification. This operation can be carried out either as part of a separate technological unit, which ensures heating of the waste within the specified limits and subsequent supply of already heat-treated material to the grinding with clinker, or the waste can be loaded together with the clinker with the calculation of utilization of its residual heat, or a mill (providing clinker grinding and waste) should be heated accordingly.
Продолжительность термообработки определяется рабочими параметрами оборудования (в основном толщиной слоя прогреваемых отходов) и для каждого типоразмера оборудования определяется экспериментально, с отбором и анализом проб материала на содержание CaSO4·0,5Н2О (при различных продолжительностях термообработки), после чего используется для управления ею. Критерием «готовности» отходов в процессе термообработки является переход хотя бы 95% гипса исходной модификации в CaSO4·0,5Н2О.The duration of heat treatment is determined by the operating parameters of the equipment (mainly the thickness of the heated waste layer) and for each size of equipment is determined experimentally, with the selection and analysis of material samples for the content of CaSO 4 · 0.5N 2 O (for different durations of heat treatment), after which it is used to control by her. The criterion of "readiness" of waste during the heat treatment is the transition of at least 95% of the gypsum of the initial modification to CaSO 4 · 0.5N 2 O.
Продолжительность процесса размола соответствует известному.The duration of the grinding process corresponds to the known.
Далее процесс производства цемента отличается от известного (заключающегося в совместном размоле клинкера и гипсосодержащего вяжущего, в данном случае - отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья) только введением в мельницу подщелачивающей добавки (например, NaOH, Na2CO3 или Са(ОН)2 в виде сухого сыпучего материала. Количество подщелачивающей добавки определяют как массу на единицу объема затворяющей воды, достаточную для придания pH≥11 водосодержащей смеси цемента с другими компонентами, при затворении такой смеси количеством воды, соответствующим минимально возможному водоцементному отношению.Further, the cement production process differs from the well-known (consisting in the joint grinding of clinker and gypsum-containing binder, in this case, waste from sulfuric-acid processing of boron-containing mineral raw materials) only by adding alkalizing additives to the mill (for example, NaOH, Na 2 CO 3 or Ca (OH) 2 in the form of a dry bulk material. The amount of alkalizing additive is defined as the mass per unit volume of mixing water, sufficient to give a pH≥11 of an aqueous mixture of cement with other components, when mixing such mixture with the amount of water corresponding to the lowest possible water-cement ratio.
В принципе, возможно смешивание подщелачивающей добавки непосредственно с отходами серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья (после их обезвоживания), но это потребует использования дополнительной мельницы, хотя и меньшего объема, чем задействованная в цикле размола клинкера и отходов, кроме того, в этом случае содержание подщелачивающей добавки должно быть «привязано» к максимальному содержанию отходов в массе цемента, чтобы иметь возможность компенсации недостаточности количества подщелачивающей добавки, если содержание отходов минимально (однако в этом случае процесс ввода подщелачивающей добавки становится двустадийным, что нецелесообразно).In principle, it is possible to mix the alkalizing additive directly with the waste of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials (after their dehydration), but this will require the use of an additional mill, albeit of a smaller volume, than that involved in the clinker and waste grinding cycle, in addition, in this case the content of alkalizing additive should be “tied” to the maximum content of waste in the cement mass, in order to be able to compensate for the insufficient amount of alkalizing additive, if and the waste content is minimal (however, in this case, the process of introducing an alkalizing additive becomes two-stage, which is impractical).
Готовый цемент отгружают потребителю известным образом. Его использование не отличается от использования обычного портландцемента.Finished cement is shipped to the consumer in a known manner. Its use is no different from the use of ordinary Portland cement.
Для выбора оптимального состава были приготовлены цементы, отличающиеся друг от друга содержанием, мас.%: отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья 3, 4, 6, 8, 10, 15; клинкера - 97, 96, 94, 92, 90, 85.To select the optimal composition, cements were prepared that differ in content, wt.%: Waste sulfuric acid processing of boron-containing minerals 3, 4, 6, 8, 10, 15; clinker - 97, 96, 94, 92, 90, 85.
Подготовленную массу отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья в оговоренной пропорции соединяют с клинкером и подщелачивающей добавкой (последнюю используют в количестве, необходимом для доведения pH до 11).The prepared waste mass of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials in the specified proportion is combined with clinker and alkalizing additive (the latter is used in the amount necessary to bring the pH to 11).
Для доведения pH до 11, на 1000 г воды затворения необходимо добавить 1,4 г NaOH, тогда на 0,4 кг воды будет необходимо 0,56 г (с учетом заданного водоцементного отношения 0,4). С учетом того, что на 400 г воды (и соответственно, 0,56 г NaOH) масса цемента составляет 1000 г, отношение минимально необходимой массы подщелачивающего материала к массе затворяемого цемента составит 0,56 г/1000, т.е. 0,056%. Таким образом, при добавлении к массе цемента 0,056% по массе подщелачивающей добавки NaOH обеспечивается pH 11. При повышении водоцементного отношения даже до 0,6 (что маловероятно) величина pH бетонной смеси несколько снизится, но, тем не менее, как показывают наблюдения, не опустится ниже 9, что обеспечит комфортные условия для созревания цементного камня и набор прочности, близкий к теоретическому максимуму.To bring the pH to 11, per 1000 g of mixing water it is necessary to add 1.4 g of NaOH, then 0.46 g of water will need 0.56 g (taking into account the given water-cement ratio of 0.4). Given that for 400 g of water (and, accordingly, 0.56 g of NaOH), the mass of cement is 1000 g, the ratio of the minimum required mass of alkalizing material to the mass of the cement to be closed will be 0.56 g / 1000, i.e. 0.056%. Thus, by adding 0.056% by weight of the alkalizing NaOH to the mass of cement, a pH of 11 is ensured. When the water-cement ratio is increased even to 0.6 (which is unlikely), the pH of the concrete mix will slightly decrease, but, nevertheless, as the observations show, drops below 9, which will provide comfortable conditions for the maturation of cement stone and a set of strength close to the theoretical maximum.
Для доведения pH до 11, на 1000 г воды затворения необходимо добавить 1,8 г Na2CO3, тогда на 0,4 кг воды будет необходимо 0,72 г (с учетом заданного водоцементного отношения 0,4). С учетом того, что на 400 г воды (и, соответственно, 0,72 г Na2CO3) масса цемента составляет 1000 г, отношение минимально необходимой массы подщелачивающего материала к массе затворяемого цемента составит 0,72 г/1000, т.е. 0,072%. Таким образом, при добавлении к массе цемента 0,072% по массе подщелачивающей добавки Na2CO3 обеспечивается pH 11. При повышении водоцементного отношения даже до 0,6 (что маловероятно) величина pH бетонной смеси несколько снизится, но, тем не менее, как показывают наблюдения, не опустится ниже 9, что обеспечит комфортные условия для созревания цементного камня и набор прочности, близкий к теоретическому максимуму.To bring the pH to 11, per 1000 g of mixing water it is necessary to add 1.8 g of Na 2 CO 3 , then 0.72 g will be needed per 0.4 kg of water (taking into account the given water-cement ratio of 0.4). Given that for 400 g of water (and, accordingly, 0.72 g of Na 2 CO 3 ), the mass of cement is 1000 g, the ratio of the minimum required mass of alkalizing material to the mass of the cement to be closed will be 0.72 g / 1000, i.e. . 0.072%. Thus, when adding to the mass of cement of 0.072% by weight of the alkalizing additive Na 2 CO 3 , a pH of 11 is ensured. When the water-cement ratio is increased even to 0.6 (which is unlikely), the pH of the concrete mixture will slightly decrease, but, nevertheless, as shown observation, does not fall below 9, which will provide comfortable conditions for the maturation of cement stone and a set of strength close to the theoretical maximum.
Для доведения pH до 11, на 1000 г воды затворения необходимо добавить 1,5 г Са(ОН)2, тогда на 0,4 кг воды будет необходимо 0,6 г (с учетом заданного водоцементного отношения 0,4). С учетом того, что на 400 г воды (и, соответственно, 0,6 г Са(ОН)2) масса цемента составляет 1000 г, отношение минимально необходимой массы подщелачивающего материала к массе затворяемого цемента составит 0,6 г/1000, т.е. 0,06%. Таким образом, при добавлении к массе цемента 0,06% по массе подщелачивающей добавки Са(ОН)2 обеспечивается pH 11. При повышении водоцементного отношения даже до 0,6 (что маловероятно) величина pH бетонной смеси несколько снизится, но, тем не менее, как показывают наблюдения, не опустится ниже 9, что обеспечит комфортные условия для созревания цементного камня и набор прочности, близкий к теоретическому максимуму.To bring the pH to 11, 1.5 g of Ca (OH) 2 must be added per 1000 g of mixing water, then 0.6 g will be needed per 0.4 kg of water (taking into account the given water-cement ratio of 0.4). Considering that for 400 g of water (and, accordingly, 0.6 g of Ca (OH) 2 ), the mass of cement is 1000 g, the ratio of the minimum required mass of alkalizing material to the mass of cement to be closed will be 0.6 g / 1000, t. e. 0.06%. Thus, when 0.06% by weight of the alkalizing Ca (OH) 2 alkalizing additive is added to the cement mass, a pH of 11 is ensured. When the water-cement ratio is increased even to 0.6 (which is unlikely), the pH of the concrete mix will slightly decrease, but, nevertheless, , as observations show, will not fall below 9, which will provide comfortable conditions for the maturation of cement stone and a set of strength close to the theoretical maximum.
В приготовленную таким образом смесь вводится мелкий заполнитель - кварц-полевошпатовый песок, после чего смесь тщательно перемешивают в течение 5 мин, а затем вводят необходимое количество воды. Образцы - кубы размером 2×2×2 (дм) 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 расплывом конуса на встряхивающем столике не менее 105 мм. Формование образцов проводят на виброуплотняющей установке. Образцы в формах хранят 24 часа во влажных условиях, после чего подвергают термовлажностной обработке или хранят в течение 28 суток в лабораторных условиях.Fine aggregate - quartz-feldspar sand 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 - cubes of size 2 × 2 × 2 (dm) are prepared from the prepared cement mortar composition 1: 3, consisting of 1 wt.h. binder and 3 parts by weight sand, with a water-cement ratio of at least 0.4 and the consistency of the solution, characterized by the spread of the cone on the shaking table at least 105 mm. The samples are molded in a vibratory compactor. Samples in the forms are stored for 24 hours in humid conditions, after which they are subjected to thermal-humid treatment or stored for 28 days in laboratory conditions.
Пример 1. Отходы серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья (далее в рецептуре указывается - Отходы)размалывают с клинкером в стержневой мельнице типа 75Т-ДрМ в течение 15 минут при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы - 3, портландцементный клинкер - 97, при этом в цементную смесь при помоле (цемент) добавляют подщелачивающую добавку Na2CO3 в количестве, мас.%: 0,072% на массу цемента. Смесь перемешивают и затворяют водой, после чего оставляют 24 часа храниться в формах. Через 7 суток хранения в нормальных условиях образцы испытывают на прочность. Образцы имели прочность при сжатии 18,7 МПа, среднюю плотность 1431,4 кг/м3. Также образцы хранили 28 суток в нормальных условиях. При этом прочность при сжатии составила 24,3 МПа, средняя плотность не изменилась.Example 1. Wastes of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials (hereinafter referred to as “Wastes”) are ground with clinker in a core mill of the 75T-DrM type for 15 minutes with the following ratio of components, wt.%: Waste - 3, Portland cement clinker - 97 , while in the cement mixture during grinding (cement) add alkalizing additive Na 2 CO 3 in the amount, wt.%: 0,072% by weight of cement. The mixture is stirred and shut with water, after which it is left for 24 hours to be stored in molds. After 7 days of storage under normal conditions, the samples are tested for strength. The samples had a compressive strength of 18.7 MPa, an average density of 1431.4 kg / m 3 . Samples were also stored for 28 days under normal conditions. Moreover, the compressive strength was 24.3 MPa, the average density did not change.
Пример 2. Аналогичен примеру 1 при следующем содержании компонентов, мас.%: отходы - 4, портландцементный клинкер - 96. Прочность при сжатии через 7 суток - 30,7 МПа, средняя плотность 1518,6 кг/м3. Прочность при сжатии через 28 суток - 36,3 МПа.Example 2. Similar to example 1 with the following content of components, wt.%: Waste - 4, Portland cement clinker - 96. Compressive strength after 7 days - 30.7 MPa, average density 1518.6 kg / m 3 . The compressive strength after 28 days is 36.3 MPa.
Пример 3. Проводится аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы - 6, портландцементный клинкер - 94. Прочность при сжатии через 7 суток 36,0 МПа, средняя плотность 2075,6 кг. Прочность при сжатии через 28 суток - 44,3 МПа.Example 3. It is carried out analogously to example 1 with the following ratio of components, wt.%: Waste - 6, Portland cement clinker - 94. The compressive strength after 7 days is 36.0 MPa, an average density of 2075.6 kg. The compressive strength after 28 days is 44.3 MPa.
Пример 4. Аналогичен примеру 1 при следующем содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92. При этом в цементную смесь при помоле добавляют подщелачивающую добавку Са(ОН)2 в количестве 0,06% от массы цемента. Rсж через 7 суток равна 38,3 МПа, Example 4. Similar to example 1 with the following content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92. At the same time, an alkalizing Ca (OH) 2 additive in the amount of 0.06% by weight of cement is added to the cement mixture when grinding. R cr after 7 days is 38.3 MPa,
Рср - 2247,5 кг/м3.P cf - 2247.5 kg / m 3 .
Rсж после 28 суток равна 46,2 МПа.R cr after 28 days is 46.2 MPa.
Пример 5 проводится аналогично примеру 1 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы, предварительно прогретые при температуре 120°С с получение полуводного гипса, - 10, портландцементный клинкер - 90. При этом в цементную смесь при помоле добавляют подщелачивающую добавку Са(ОН)2 в количестве 0,06% от массы цемента. Прочность при сжатии через 7 суток равна 34,8 МПа, средняя плотность - 2239,1 кг/м3, Rсж через 28 суток равна 41,2 МПа.Example 5 is carried out analogously to example 1 with the content of the main components, wt.%: Waste preheated at a temperature of 120 ° C to obtain gypsum gypsum - 10, Portland cement clinker - 90. At the same time, an alkalizing Ca (OH) additive is added to the cement mixture when grinding ) 2 in the amount of 0.06% by weight of cement. The compressive strength after 7 days is 34.8 MPa, the average density is 2239.1 kg / m 3 , R compress after 28 days is 41.2 MPa.
Пример 6 проводится аналогично примеру 1 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы, предварительно прогретые при 110°С с получением полуводного гипса, - 15, портландцементный клинкер - 85. При этом в цементную смесь при помоле добавляют подщелачивающую добавку Са(ОН)2 в количестве 0,06% от массы цемента. Прочность при сжатии через 7 суток равна 34,6 МПа, средняя плотность - 2239,1 кг/м3, Rсж через 28 суток равна 40,2 МПа.Example 6 is carried out analogously to example 1 with the content of the main components, wt.%: Waste preheated at 110 ° C to obtain gypsum gypsum - 15, Portland cement clinker - 85. At the same time, an alkalizing Ca (OH) additive is added to the cement mixture when grinding 2 in the amount of 0.06% by weight of cement. The compressive strength after 7 days is 34.6 MPa, the average density is 2239.1 kg / m 3 , R compress after 28 days is 40.2 MPa.
Анализ результатов показывает следующее.Analysis of the results shows the following.
При введении в состав цемента отходов серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья 4-8% от массы цемента прочность цементного камня повышается по сравнению с известными видами цементов обычного состава.With the introduction of sulfur-acid processing waste of boron-containing mineral raw materials into the cement composition, 4-8% by weight of the cement, the strength of the cement stone increases in comparison with the known types of cements of conventional composition.
Все составы вяжущего набирают прочность за 7 суток хранения образцов в лабораторных условиях.All binder compositions gain strength in 7 days of storage of samples in the laboratory.
Далее рецептура отрабатывалась по содержанию подщелачивающей добавки. Методология приготовления составов цемента соответствовала описанной, кроме этапа изготовления смеси - подщелачивающая добавка вводилась непосредственно в состав воды затворения, перед приготовлением смеси. Таким образом были приготовлены водные растворы NaOH с pH 8, 10, 11 и 14. Кроме того, после установления оптимальной pH, для Na2CO3 и Са(ОН)2 дополнительно были приготовлены водные растворы с pH 11 и 14.Further, the formulation was worked out by the content of alkalizing additives. The methodology for the preparation of cement compositions was consistent with that described, except for the stage of manufacturing the mixture - the alkalizing additive was introduced directly into the composition of the mixing water, before preparing the mixture. Thus, aqueous solutions of NaOH with pH 8, 10, 11, and 14 were prepared. In addition, after the optimal pH was established, aqueous solutions with pH 11 and 14 were additionally prepared for Na 2 CO 3 and Ca (OH) 2 .
Пример 7 проводится аналогично примеру 1 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов NaOH с pH 8, Rсж через 7 суток равна 29,3 МПа, Rсж после 28 суток равна 36,2 МПа.Example 7 is carried out analogously to example 1 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of NaOH with pH 8, R cr after 7 days is 29.3 MPa, R cr after 28 days is 36.2 MPa.
Пример 8 проводится аналогично примеру 7 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов NaOH с pH 10, Rсж через 7 суток равна 37,3 МПа, Rсж после 28 суток равна 40,2 МПа.Example 8 is carried out analogously to example 7 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of NaOH with pH 10, R cr after 7 days is 37.3 MPa, R cr after 28 days is 40.2 MPa.
Пример 9 проводится аналогично примеру 7 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов NaOH с pH 11, Rсж через 7 суток равна 40,3 МПа, Rсж после 28 суток равна 47,1 МПа.Example 9 is carried out analogously to example 7 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of NaOH with pH 11, R cr after 7 days is 40.3 MPa, R cr after 28 days is 47.1 MPa.
Пример 10 проводится аналогично примеру 7 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов NaOH с pH 14, Rсж через 7 суток равна 41,4 МПа, Rсж после 28 суток равна 49,9 МПа.Example 10 is carried out analogously to example 7 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of NaOH with pH 14, R cr after 7 days is 41.4 MPa, R cr after 28 days is 49.9 MPa.
Пример 11 проводится аналогично примеру 9 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов Na2CO3 с pH 11, Rсж через 7 суток равна 39,5 МПа, Rсж после 28 суток равна 47,7 МПа.Example 11 is carried out analogously to example 9 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of Na 2 CO 3 with pH 11, R cr after 7 days is 39.5 MPa, R compress after 28 days is 47.7 MPa.
Пример 12 проводится аналогично примеру 11 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов Na2CO3 с pH 14, Rсж через 7 суток равна 40,6 МПа, Rсж после 28 суток равна 46,5 МПа.Example 12 is carried out analogously to example 11 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of Na 2 CO 3 with pH 14, R cr after 7 days is 40.6 MPa, R compress after 28 days is 46.5 MPa.
Пример 13 проводится аналогично примеру 9 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов Са(ОН)2 с pH 11, Rсж через 7 суток равна 39,9 МПа, Rсж после 28 суток равна 46,1 МПа.Example 13 is carried out analogously to example 9 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of Ca (OH) 2 with a pH of 11, R cr after 7 days is 39.9 MPa, R cr after 28 days is 46.1 MPa.
Пример 14 проводится аналогично примеру 13 при содержании основных компонентов, мас.%: отходы - 8, портландцементный клинкер - 92, при использовании для затворения водных растворов Са(ОН)2 с pH 14, Rсж через 7 суток равна 40,8 МПа, Rсж после 28 суток равна 47,0 МПа.Example 14 is carried out analogously to example 13 with the content of the main components, wt.%: Waste - 8, Portland cement clinker - 92, when used for mixing aqueous solutions of Ca (OH) 2 with a pH of 14, R cr after 7 days is 40.8 MPa, R cr after 28 days is 47.0 MPa.
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 (3)
указанные хвосты 4-8
портландцементный клинкер остальное
указанная подщелачивающая добавка в количестве,
достаточном для обеспечения pH не менее 11.1. A method for the production of cement, including grinding Portland cement clinker in the presence of tailings of sulfuric acid processing of boron-containing mineral raw materials, characterized in that during grinding an alkalizing additive is additionally introduced in the form of a dry granular material in the following ratio of components, wt.%:
specified tails 4-8
portland cement clinker rest
the specified alkalizing additive in an amount
sufficient to provide a pH of at least 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007132640/03A RU2371405C2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Cement production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007132640/03A RU2371405C2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Cement production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007132640A RU2007132640A (en) | 2009-03-10 |
| RU2371405C2 true RU2371405C2 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=40528142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007132640/03A RU2371405C2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Cement production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371405C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496729C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Portland cement |
-
2007
- 2007-08-29 RU RU2007132640/03A patent/RU2371405C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БУДНИКОВ П.П. Гипс, его исследование и применение. - М.: Трансжелдориздат, 1943, с.300-307, 330. ВОЛЖЕНСКИЙ А.В. Гипсовые вяжущие и изделия. - М.: Стройиздат, 1974, с.46-47. * |
| МЕЩЕРЯКОВ Ю.Г. Гипсовые попутные промышленные продукты и их применение в производстве строительных материалов. - Л.: Стройиздат, 1982, с.27, 32-34, 47-48. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496729C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Portland cement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007132640A (en) | 2009-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111978061B (en) | Preparation method of high-water-resistance anhydrous phosphogypsum cementing material | |
| CN101844882B (en) | Composite portland cement and preparation method thereof | |
| US5015449A (en) | Process for making construction grade calcium sulfate alpha-hemihydrate from moist finely divided gypsum obtained from a power plant flue gas desulfurization | |
| KR101333084B1 (en) | High early strength cement comprising blast furnace slag and CSA cement | |
| CN103043985B (en) | Titanium gypsum composite binding material and preparation method thereof | |
| CN113716927A (en) | Phosphogypsum-based soil curing agent, preparation method thereof, cured sample and preparation method thereof | |
| CN109265107A (en) | A method of control regenerated aggregate concrete is shunk | |
| CN107848816A (en) | The manufacture method of calcium silicate hydrate as the accelerator for hardening in concrete or cement class material and the calcium silicate hydrate manufactured with this method | |
| CN105565693A (en) | Preparation method of composite gypsum cementing material | |
| CN112794683A (en) | Waste concrete-based regenerated cementing material and preparation method thereof | |
| RU2358937C1 (en) | Granulated filler based on perlite for concrete mix, composition of concrete mix for production of construction items, method for production of concrete construction items and concrete construction item | |
| EP0140156B1 (en) | A process for producing a hardened product of coal ash | |
| CN110981259B (en) | Additive for improving crystallinity of hydro-thermal synthesis hydrated calcium silicate | |
| RU2371405C2 (en) | Cement production method | |
| RU2708766C1 (en) | Method of making gypsum articles based on basalt fiber production wastes | |
| RU2413688C2 (en) | Crude mixture for producing gypsum binder and articles from said binder | |
| CN110550927A (en) | Industrial waste gypsum mortar prepared by industrial tail gas synergy and toxicity solving method | |
| CN108530015A (en) | A kind of steamed brick and preparation method thereof using bauxite gangue manufacture | |
| Morsy et al. | Replacement effect of cement by rice straw ash on cement mortar properties | |
| KR20150022189A (en) | Concrete binder and Process thereof | |
| RU2371404C2 (en) | Cement | |
| KR100580583B1 (en) | Concrete products with high-strength using reclaimed coal ash and waste stone powder as fine aggregates and its manufacturing method | |
| RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
| RU2371413C2 (en) | Concrete mixture | |
| KR101117780B1 (en) | Method for manufacturing porous material of calcium silicate using cement kiln by-pass dust |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090830 |