RU2377215C1 - Concrete mixture - Google Patents

Concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2377215C1
RU2377215C1 RU2008151257/03A RU2008151257A RU2377215C1 RU 2377215 C1 RU2377215 C1 RU 2377215C1 RU 2008151257/03 A RU2008151257/03 A RU 2008151257/03A RU 2008151257 A RU2008151257 A RU 2008151257A RU 2377215 C1 RU2377215 C1 RU 2377215C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
specific surface
wastes
concrete
concrete mixture
Prior art date
Application number
RU2008151257/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Викторовна Корнеева (RU)
Елена Викторовна Корнеева
Станислав Иванович Павленко (RU)
Станислав Иванович Павленко
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
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 образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2008151257/03A priority Critical patent/RU2377215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377215C1 publication Critical patent/RU2377215C1/en

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
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/17—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium oxide containing activators
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
    • 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
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: building.
SUBSTANCE: invention refers to building materials, particularly to cement-free compositions of concrete mixtures out of industrial wastes. The concrete mixture contains, wt %: ground steel-casting slag - 86-88, pulp-actuator produced at neutralisation of spent electrolyte of traction acid accumulators with lime - 7-8, burned rock of mine dumps - 5-6; also said slag and rock are ground together to specific surface 300-320 m2/kg.
EFFECT: utilisation of exclusively and generally available anthropogenic wastes of local industrial raw material base in composition of cement-free concrete mix; also said wastes do not require additional processing, notably, grinding to specific surface 400-450 m2/kg, special burning or heat treatment of source components, and change of production process, while achieving strength of not less 10 MPa (M 100) at 28 day age.
2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к бесцементным составам бетонных смесей из отходов промышленности.The invention relates to the construction materials industry, namely to cementless compositions of concrete mixtures from industrial wastes.

Известны составы бесцементной бетонной смеси, включающие сталелитейный шлак текущего выхода, добавки: ЛСТ (пластифицирующая, отход производства целлюлозы) и "Прогресс" (поризующая, вторичный алкилсульфат натрия - моющее средство), воду. При этом прочность составов бетонной смеси в возрасте 28 суток составляет 5,6-8,1 МПа (М 50, М 75) [1].The known compositions of the cementless concrete mixture, including steel slag of the current yield, additives: LST (plasticizing, waste product of cellulose) and "Progress" (porous, secondary sodium alkyl sulfate - detergent), water. The strength of the concrete mix at the age of 28 days is 5.6-8.1 MPa (M 50, M 75) [1].

Недостатком известных составов является низкая прочность бетонной смеси.A disadvantage of the known compositions is the low strength of the concrete mixture.

Наиболее близким из аналогов является состав бетонной смеси [1], содержащий молотый сталелитейный шлак текущего выхода, добавку ЛСТ (пластифицирующую, отход производства целлюлозы), воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest of the analogues is the composition of the concrete mixture [1], containing ground steel slag of the current output, the addition of LST (plasticizing, waste pulp), water, in the following ratio, wt.%:

Шлак сталелитейный текущего выхода, кислый (СЦЛ-1)Slag, steel, current output, acidic (SCL-1) 57,9-61,357.9-61.3 Шлак сталелитейный текущего выхода, основный (СЦЛ-2)Steel slag of the current output, main (SCL-2) 26,826.8 ЛСТLST 0,30.3 ВодаWater 14,4-1514,4-15

Бетонная смесь данного состава позволяет утилизировать отходы производства, имеет прочность в возрасте 28 суток 10,8-21,0 МПа (М 100, М 150, М 200) [1], однако имеет существенный недостаток: для использования в составе бетонной смеси основного шлака (СЦЛ-2) требуется дополнительная его переработка (помол до удельной поверхности 400-450 м2/кг), а значит изменение технологии производства (технологической линии).A concrete mixture of this composition allows you to dispose of production waste, has a strength of 28.8 10.8-21.0 MPa (M 100, M 150, M 200) at the age of 28 [1], but it has a significant drawback: for use in the composition of the concrete mixture of main slag (STsL-2) additional processing is required (grinding to a specific surface of 400-450 m 2 / kg), which means a change in production technology (production line).

Задачей предлагаемого изобретения является использование в составе бесцементной бетонной смеси исключительно общедоступных техногенных отходов местной промышленной сырьевой базы, не требующих дополнительной их переработки (помола до удельной поверхности 400-450 м2/кг, специального обжига или тепловой обработки исходных компонентов), а значит изменения технологии производства (технологической линии), получив прочность при этом в возрасте 28 суток не менее 10 МПа (М 100).The objective of the invention is to use in the composition of a cementless concrete mixture exclusively public technogenic waste from a local industrial raw material base that does not require additional processing (grinding to a specific surface of 400-450 m 2 / kg, special firing or heat treatment of the starting components), which means changes in technology production (technological line), having received the strength at the same time at the age of 28 days at least 10 MPa (M 100).

Сущность изобретения состоит в том, что бетонная смесь, включающая молотый сталелитейный шлак текущего выхода и добавку, согласно изобретению, содержит в качестве добавки шлам - активизатор, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, дополнительно - горелые породы шахтного отвала, причем указанный шлак и порода совместно молотые до удельной поверхности 300-320 м2/кг, при следующем соотношении, мас.%:The essence of the invention lies in the fact that the concrete mixture, including ground steel slag of the current output and the additive according to the invention, contains, as an additive, a sludge activator obtained by neutralizing spent electrolytes from traction acid batteries, additionally burned rocks of a mine dump, moreover, slag and rock together ground to a specific surface of 300-320 m 2 / kg, in the following ratio, wt.%:

Указанный шлакSpecified Slag 86-8886-88 Указанные горелые породыIndicated burned rocks 5-65-6 Указанный шламSpecified Sludge 7-87-8

Заявляемый состав бетонной смеси не содержит цемент, а за счет ввода добавки - шлама (активизатора, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов) и горелой породы шахтного отвала прочность бетонной смеси в возрасте 28 суток составляет 11,73 МПа (М 100).The inventive composition of the concrete mixture does not contain cement, and due to the introduction of additives - sludge (activator obtained by neutralizing the spent electrolytes of traction acid batteries with lime) and the burnt rock of the mine dump, the strength of the concrete mixture at the age of 28 days is 11.73 MPa (M 100) .

Средняя плотность заявляемой бетонной смеси - 2000 кг/м3, водостойкая, равномерность изменения объема выдерживает. Начало схватывания - 20 часов, что может быть удобно для транспортировки на большие расстояния, выполнения монолитных участков при монтаже сборных конструкций, а также ремонтных работ большого объема с необходимостью предварительной подготовки места бетонирования.The average density of the inventive concrete mixture is 2000 kg / m 3 , waterproof, withstands the uniformity of volume changes. The start of setting is 20 hours, which can be convenient for transportation over long distances, performing monolithic sections during the installation of prefabricated structures, as well as large-scale repair work with the need for preliminary preparation of the concrete site.

Для приготовления заявляемой смеси применяются:For the preparation of the inventive mixture used:

- Сталелитейный шлак (конверторный ОАО «ЗСМК») текущего выхода, химический состав которого в массовых процентах: SiO2 - 35,1; Al2O3 - 8,43; Fe2O3 - 1,92; FeO - 2,8; MnO - 1,14; CaO - 29,0 (в т.ч. СаОсвоб. - 0,42); MgO - 20,5; SO3 - 0,04; P2O5 - 0,14.- Steel slag (converter ZSMK OJSC) of the current output, the chemical composition of which in mass percent: SiO 2 - 35.1; Al 2 O 3 - 8.43; Fe 2 O 3 - 1.92; FeO - 2.8; MnO - 1.14; CaO - 29.0 (including CaO.svob. - 0.42); MgO - 20.5; SO 3 - 0.04; P 2 O 5 - 0.14.

Горелые породы шахтного отвала (шахта Абашевская), химический состав которых в массовых процентах: SiO2 - 42,63; Al2O3 - 15,63; Fe2O3 - 5,78; FeO - 1,47; MnO - 0,21; CaO - 3,36 (в т.ч. СаОсвоб. - 0,65); MgO - 6,75; TiO2 - 0,72; SO3 - 1,13; P2O5 - 0,06; средняя плотность 1,8 г/см3; минералогический состав: глинистые сланцы - 48%, песчанистые сланцы - 27%, песчаники - 20%, углистые сланцы - 3%, карбонатные породы - 2%.Burned rocks of a mine dump (Abashevskaya mine), the chemical composition of which in mass percent: SiO 2 - 42.63; Al 2 O 3 - 15.63; Fe 2 O 3 - 5.78; FeO - 1.47; MnO 0.21; CaO - 3.36 (including CaOsvob. - 0.65); MgO - 6.75; TiO 2 0.72; SO 3 1.13; P 2 O 5 - 0.06; the average density of 1.8 g / cm 3 ; mineralogical composition: clay shales - 48%, sand shales - 27%, sandstones - 20%, carbon shales - 3%, carbonate rocks - 2%.

- Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, химический состав и основные характеристики которых представлены в таблице 1.- Sludge resulting from the neutralization by lime of spent electrolytes of traction acid batteries, the chemical composition and main characteristics of which are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Химический состав и основные характеристики отработанных электролитовChemical composition and basic characteristics of spent electrolytes № п/пNo. p / p Наименование показателейThe name of indicators Характеристики пробыSample Characteristics 1.one. Плотность раствора, г/см3 The density of the solution, g / cm 3 1,2661,266 2.2. Показатель активности водородных ионов (рН раствора)The activity indicator of hydrogen ions (pH of the solution) <1,0<1.0 3.3. СредаWednesday КислаяSour 4.four. Концентрация раствора, %The concentration of the solution,% 35,635.6 5.5. Содержание в растворе сульфат-ионов (SO4 2-), %The content in the solution of sulfate ions (SO 4 2- ),% 30,3930.39 6.6. Содержание в растворе ионов свинца (Pb2+), %The content of lead ions in the solution (Pb 2+ ),% 0,180.18

При приготовлении бетонной смеси шлаки сталелитейного производства текущего выхода (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен) и горелые породы шахтного отвала совместно размалывают в шаровой мельнице до удельной поверхности 300-320 м2/кг и тщательно перемешивают в сухом виде.When preparing the concrete mixture, the slag of steelmaking of the current output (after magnetic separation with the separation of metal inclusions - scrap, grains) and the burnt rocks of the mine dump are jointly grinded in a ball mill to a specific surface of 300-320 m 2 / kg and thoroughly mixed in dry form.

Совместный помол в шаровой мельнице оптимален до удельной поверхности 300-320 м2/кг (максимально возможной для данного вида оборудования и достаточной для достижения бетонной смесью прочности в возрасте 28 суток не менее 10 МПа (М 100)). При помоле до удельной поверхности менее 300 м2/кг снижается прочность бетонной смеси.Joint grinding in a ball mill is optimal up to a specific surface of 300-320 m 2 / kg (the maximum possible for this type of equipment and sufficient to achieve a concrete mixture with a strength of 28 days at least 10 MPa (M 100)). When grinding to a specific surface of less than 300 m 2 / kg, the strength of the concrete mixture decreases.

Изготовленную смесь затворяют шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов с водошламовым отношением 0,4; тщательно перемешивая.The prepared mixture is closed with slurry obtained by neutralizing spent electrolytes with traction acid batteries with a water-slurry ratio of 0.4; mixing thoroughly.

При добавлении шлама в количестве менее 7% или более 8% уменьшается прочность бетонной смеси (вывод получен на основе экспериментов).When sludge is added in an amount of less than 7% or more than 8%, the strength of the concrete mixture decreases (the conclusion is based on experiments).

Растекаемость полученной смеси с осадкой конуса 14,4 см. Готовую смесь заливают в форму для образцов-кубов со стороной 7,07 см. Образцы выдерживаются в естественных условиях при температуре (20±3)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%, ГОСТ 310.4-81. Испытания проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 310.2, ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4. Прочность в возрасте 28 суток составляет 11,73 МПа.Spreadability of the mixture with a cone draft of 14.4 cm. The finished mixture is poured into a cube sample with a side of 7.07 cm. The samples are aged under natural conditions at a temperature of (20 ± 3) ° С and relative humidity (95 ± 5) %, GOST 310.4-81. Tests are carried out in accordance with the requirements of GOST 310.2, GOST 310.3, GOST 310.4. Strength at the age of 28 days is 11.73 MPa.

Изобретение поясняется примером его реализации (таблица 2).The invention is illustrated by an example of its implementation (table 2).

Таблица 2table 2 Результаты испытанийTest results № составаComposition number Вещественный состав бетонной смеси, % по массеThe material composition of the concrete mixture,% by weight Прочность при естественном твердении, 28 суток, МПаNatural hardening strength, 28 days, MPa ШлакSlag Горелая породаBurnt rock ШламSludge При сжатииUnder compression При растяжении на изгибBending tensile 1one 8686 66 88 11,7311.73 7,007.00 22 8888 55 77 1010 5,975.97 33 8787 66 77 10,810.8 6.446.44

В результате использования в бетонной смеси вместо природного сырья техногенных отходов, не требующих дополнительной их переработки (помола до удельной поверхности 400-450 м2/кг, специального обжига или тепловой обработки исходных компонентов), а значит изменения технологии производства (технологической линии), получив прочность при этом в возрасте 28 суток не менее 10 МПа (М 100), значительно увеличиваются объемы утилизируемых отходов, улучшается экологическая среда региона.As a result of using technogenic waste instead of natural raw materials in concrete mix that does not require additional processing (grinding to a specific surface of 400-450 m 2 / kg, special firing or heat treatment of the initial components), which means changes in the production technology (production line), having received strength at the same time at the age of 28 days is not less than 10 MPa (M 100), the volumes of utilized waste significantly increase, the ecological environment of the region improves.

Использование общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы, предназначенных исключительно для утилизации, не вызывает больших транспортных расходов и существенно снижает себестоимость бетонной смеси.The use of publicly available waste from a local industrial raw material base exclusively intended for disposal does not cause large transportation costs and significantly reduces the cost of concrete mix.

Источники информацииInformation sources

1. Павленко С.И. Мелкозернистые бетоны из отходов промышленности. - М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 1997, С.109.1. Pavlenko S.I. Fine concrete from industrial waste. - M.: Publishing. Association of Construction Universities, 1997, p.109.

Claims (1)

Бетонная смесь, включающая молотый сталелитейный шлак текущего выхода и добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве добавки шлам-активизатор, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, дополнительно - горелые породы шахтного отвала, причем указанные шлак и порода совместно молотые до удельной поверхности 300-320 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный шлак 86-88 Указанные горелые породы 5-6 Указанный шлам 7-8
Concrete mixture, including ground steel slag of the current output and an additive, characterized in that it contains as an additive a sludge activator obtained by neutralizing spent electrolytes of traction acid batteries with lime, in addition, burnt rocks of a mine dump, the slag and rock being together ground to a specific surface of 300-320 m 2 / kg, with the following ratio of components, wt.%:
Specified Slag 86-88 Indicated burned rocks 5-6 Specified Sludge 7-8
RU2008151257/03A 2008-12-23 2008-12-23 Concrete mixture RU2377215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151257/03A RU2377215C1 (en) 2008-12-23 2008-12-23 Concrete mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151257/03A RU2377215C1 (en) 2008-12-23 2008-12-23 Concrete mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377215C1 true RU2377215C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41642962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008151257/03A RU2377215C1 (en) 2008-12-23 2008-12-23 Concrete mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377215C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481286C2 (en) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2642736C1 (en) * 2017-02-28 2018-01-25 Елена Викторовна Корнеева Grouting mortar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПАВЛЕНКО С.И. Мелкозернистые бетоны из отходов промышленности. - М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 1977, с.109. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481286C2 (en) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2642736C1 (en) * 2017-02-28 2018-01-25 Елена Викторовна Корнеева Grouting mortar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101844882B (en) Composite portland cement and preparation method thereof
CN101717837B (en) Chemical activation liquid of converter slag and application method thereof
KR101543307B1 (en) Method of manufacture and Environment-Friendly Quarry Landfill filler of occurred in the circulating fluidized bed boiler using gas desulfurization gypsum
CN102745924A (en) Phosphogypsum-modifying method capable of shortening coagulating time of phosphogypsum-based cement concrete
CN102584322A (en) Preparation method for pulverized coal-ash-based porous artificial stone
CN108178580A (en) Mixing pile and rotary churning pile curing agent
CN109748561A (en) A kind of high intensity pervious concrete
CN103833322A (en) Method of producing concrete artificial fish reef by using steel slag and building rubbish
CN114436613B (en) Treatment-free saw mud-based cementing material and preparation method and application thereof
CN114634318A (en) Solid waste cementing material, full-solid waste lightweight concrete and preparation method thereof
Khana et al. Strength and durability of mortar and concrete containing rice husk ash: a review
RU2377215C1 (en) Concrete mixture
CN103261116A (en) Cement admixture, cement composition, and hexavalent chromium reduction method using same
CN106278374A (en) A kind of ceramsite hollow bricks and preparation method thereof
CN108002769A (en) A kind of concrete prepared using desulfurizing byproduct
KR20060001816A (en) Method of manufacturing compound for mixing with cement using waste
CN111377629B (en) Special efficient expanding agent for concrete filled steel tube and preparation method and application thereof
RU2348814C1 (en) Stowage mixture composition
RU2413688C2 (en) Crude mixture for producing gypsum binder and articles from said binder
CN109180030A (en) A kind of building cementing material and construction material
US20100193986A1 (en) Processing method for waste residue produced by burning and desulfurizing oil dregs
CN110683817A (en) Titanium slag roadbed material and preparation method and application thereof
RU2049748C1 (en) Binder
CN111302683A (en) Masonry cement and production process thereof
SU833684A1 (en) Raw mixture for producing portlandcement clinker

Legal Events

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

Effective date: 20101224