RU2405745C1 - Alkaline slag binder - Google Patents

Alkaline slag binder Download PDF

Info

Publication number
RU2405745C1
RU2405745C1 RU2009140995/03A RU2009140995A RU2405745C1 RU 2405745 C1 RU2405745 C1 RU 2405745C1 RU 2009140995/03 A RU2009140995/03 A RU 2009140995/03A RU 2009140995 A RU2009140995 A RU 2009140995A RU 2405745 C1 RU2405745 C1 RU 2405745C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
mixture
coal
ash
sodium
Prior art date
Application number
RU2009140995/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Прокопьевич Коробейников (RU)
Анатолий Прокопьевич Коробейников
Original Assignee
Анатолий Прокопьевич Коробейников
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 Анатолий Прокопьевич Коробейников filed Critical Анатолий Прокопьевич Коробейников
Priority to RU2009140995/03A priority Critical patent/RU2405745C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405745C1 publication Critical patent/RU2405745C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • C04B7/153Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production 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)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the industry of building materials, specifically to compositions of non-clinker binder based on boiler (coal) slag from burning coal, which may be used in making concrete and reinforced concrete articles, mortar and dry construction mixtures. The binder contains the following in wt %: gypsum dihydrate 4-8; activator - sodium or potassium hydroxide, sodium or potassium carbonate, sodium or potassium bicarbonate or mixture thereof 3-10; ash-slag mixture from burning coal containing 10.3-38.9% unburnt coal which dry cooled - the rest, and obtained by intergrinding said components to specific surface area of 700 m2/kg.
EFFECT: high strength.
3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе котельных (каменноуголных) шлаков от сжигания каменного угля, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей. Известно вяжущее, содержащее доменный гранулированный шлак, жидкое стекло, полученное из цеолитосодержащей кремнистой породы (1). Сущность этого изобретения состоит в смешении твердого компонента гранулированного доменного шлака с жидким стеклом. Указанное вяжущее обладает низким качеством, марка М150. В смеси с доменным шлаком будет получено вяжущее очень низкого качества - это главный недостаток известного вяжущего.The invention relates to building materials, and in particular to compositions of a clinker-free binder based on boiler (stone) slag from burning coal, which can be used in the production of concrete and reinforced concrete products, mortar, dry building mixes. Known binder containing blast furnace granulated slag, liquid glass obtained from zeolite-containing siliceous rock (1). The essence of this invention is to mix the solid component of granular blast furnace slag with liquid glass. The specified binder is of low quality, brand M150. A binder of very low quality will be obtained in a mixture with blast furnace slag - this is the main drawback of a known binder.

Наиболее близким к заявляемому вяжущему является вяжущее, содержащее, мас.%: золошлаковую смесь 80-95, гашеную известь 5-20, щелочной активатор (по отношению к сухому) 5-17, осуществляли совместный помол золошлаковой смеси с известью до удельной поверхности 4500-5500 см2/г (RU 2243176 С1, 27.12.2004) (2).Closest to the claimed binder is a binder containing, wt.%: Ash and slag mixture 80-95, hydrated lime 5-20, alkaline activator (relative to dry) 5-17, carried out a joint grinding of ash and slag mixture with lime to a specific surface of 4500- 5500 cm 2 / g (RU 2243176 C1, 12/27/2004) (2).

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении качества предлагаемого вяжущего, упрощении технологии изготовления вяжущего, использовании в составе вяжущего дешевых недефицитных компонентов путем применения отходов, а именно топливных шлаков от сжигания каменных углейThe objective of the invention is to improve the quality of the proposed binder, simplifying the technology of manufacturing a binder, using cheap non-deficient components in the binder by using waste, namely, fuel slag from burning coal

Технический результат - повышение прочности.The technical result is an increase in strength.

Для достижения указанного технического результата вяжущее, содержащее золошлаковую смесь от сжигания угля и щелочной активизатор, содержит в качестве указанной смеси золошлаковую смесь от сжигания каменного угля с содержанием несгоревшего угля 10,3-38,9%, охлажденную сухим способом, в качестве активизатора - гидроксид натрия или калия, углекислый натрий или калий, кислый углекислый натрий или калий, или их смесь и дополнительно - гипс двуводный, и получено совместным помолом указанных компонентов до удельной поверхности 700 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the technical result, an astringent containing an ash and slag mixture from burning coal and an alkaline activator contains as an indicated mixture an ash and slag mixture from burning coal with an unburned coal content of 10.3-38.9%, dry-cooled, and hydroxide as an activator sodium or potassium hydroxide, sodium carbonate or potassium hydrogencarbonate, sodium or potassium, or a mixture thereof, and further - gypsum dihydrate, and a joint obtained by milling said components to a specific surface of 700 m 2 / kg, under the following em component ratio, wt.%:

гипс двуводныйgypsum gypsum 4-84-8 активизаторactivator 3-103-10 золошлаковая смесьash and slag mixture остальное.rest.

Изучено влияние состава шлака и его крупности на качество вяжущего.The influence of the composition of slag and its fineness on the quality of the binder was studied.

В оптимальных условиях при совместном измельчении шлака, активизатора и гипса двуводного до крупности 700 м2/кг и содержании несгоревшего угля 10,3-38,9% марка вяжущего составляет М700.Under optimal conditions, with the joint grinding of slag, activator and gypsum gypsum to a particle size of 700 m 2 / kg and an unburned coal content of 10.3-38.9%, the binder grade is M700.

В качестве активизаторов используют гидроксид натрия или калия, углекислый натрий или калий, кислый углекислый натрий или калий, или их смесь. Кислый углекислый калий или натрий при стандартных условиях (25°С) - кристаллические вещества белого цвета, обладающие высокой растворимостью в воде и высокой химической активностью, производятся в виде порошков. Широко применяются в различных химических технологиях. Обладают низкой стоимостью. Указанные свойства соединений натрия и калия послужили основой при разработке новых видов вяжущих в качестве активизаторов.As activators use sodium or potassium hydroxide, sodium carbonate or potassium, sodium hydrogencarbonate or potassium, or a mixture thereof. Acidic potassium carbonate or sodium under standard conditions (25 ° C) - white crystalline substances with high solubility in water and high chemical activity are produced in the form of powders. Widely used in various chemical technologies. Possess low cost. The indicated properties of sodium and potassium compounds served as the basis for the development of new types of binders as activators.

При сжигании дерева, торфа, каменных углей образуются в больших количествах шлаки, золы и золошлаковые смеси, которые не находят квалифицированного применения. Каменноугольные шлаки и золы из сельских и городских котельных используют в небольших количествах для подсыпки дорог. Крупные ТЭЦ складируют шлаки и золы в отвалы и в небольших количествах - в болота и овраги. Утилизация этих отходов является одной из наиболее острых и трудно решаемых проблем. Вторая проблема заключается в том, что в шлаках остается до 40% и более несгоревшего угля.When burning wood, peat, coal, large quantities of slag, ash and ash-slag mixtures are formed, which do not find qualified use. Coal slag and ash from rural and urban boiler houses are used in small quantities to fill roads. Large thermal power plants store slags and ashes in dumps and in small quantities in swamps and ravines. Disposal of this waste is one of the most acute and difficult to solve problems. The second problem is that up to 40% or more of unburned coal remains in slag.

Пример. Для изготовления вяжущего применяли шлаки золы Абагурской агломерационной фабрики (г.Новокузнецк), составы шлаков и их свойства приведены в таблицах 1, 2. В опытах использовали шлаки с содержанием несгоревшего угля 10,3% и 38,9%. Пробы шлаков отбирались на выходе из топки котла, охлаждались на воздухе. Смачивание проб не допускалось (сухой способ). Химические анализы проб выполнялись в химической лаборатории Абагурской агломерационной фабрики. Приготавливалась смесь активизатора и шлака, содержащим 10,3% или 38,9% несгоревшего угля (в таблице количество несгоревшего угля обозначено п.п.п.). В качестве активизатора использовали отходы щелочные Кемеровского химического завода (г.Кемерово), которые содержали 44-56% NaOH и 44-56% Na2CO3. Затем добавляли гипс двуводный. Приготовленные пробы смесей шлаков с активизатором и гипсом двуводным измельчались в лабораторной шаровой мельнице до крупности 700 м2/кг. Наилучший результат достигнут при измельчении смесей до крупности 700 м2/кг (таблица 3), при использовании в опытах шлаков с содержанием 10,3% и 38,9% несгоревшего угля. Качество изготовленных смесей вяжущих испытывались по ГОСТ 10178-85 «Цемент. Технические условия». Из результатов исследований следует, что из шлаков, содержащих 10,3 и 38,9% несгоревшего угля, с добавкой 5% активизатора при измельчении до удельной поверхности 700 м2/кг получены вяжущие марки М700.Example. To produce a binder, ash slags of the Abagur agglomeration factory (Novokuznetsk) were used, slag compositions and their properties are shown in Tables 1, 2. Slags with unburnt coal content of 10.3% and 38.9% were used in the experiments. Slag samples were taken at the outlet of the boiler furnace, cooled in air. Wetting of the samples was not allowed (dry method). Chemical analyzes of the samples were carried out in the chemical laboratory of the Abagur agglomeration factory. A mixture of activator and slag containing 10.3% or 38.9% of unburned coal was prepared (in the table, the amount of unburned coal is indicated by pp). As an activator used alkaline waste Kemerovo chemical plant (Kemerovo), which contained 44-56% NaOH and 44-56% Na 2 CO 3 . Then added two-water gypsum. The prepared samples of slag mixtures with an activator and gypsum two-water were ground in a laboratory ball mill to a particle size of 700 m 2 / kg. The best result was achieved when grinding mixtures to a particle size of 700 m 2 / kg (table 3), when using slags with 10.3% and 38.9% unburned coal in the experiments. The quality of the manufactured binder mixtures was tested according to GOST 10178-85 “Cement. Technical conditions. " From the research results it follows that from slags containing 10.3 and 38.9% of unburned coal, with the addition of 5% activator when grinding to a specific surface of 700 m 2 / kg, binders of M700 grade were obtained.

Производство предлагаемого вяжущего позволяет организовать эффективное использование зольных шлаков от сжигания угля в котельных и ТЭЦ и создать базу для производства дешевых вяжущих марок от M150 до М700 с одновременной утилизацией отходов химической промышленности. Эту технологию считаем перспективной.The production of the proposed binder allows you to organize the efficient use of ash slag from burning coal in boiler houses and thermal power plants and create the basis for the production of cheap binder grades from M150 to M700 with the simultaneous disposal of chemical industry waste. We consider this technology promising.

Источники информацииInformation sources

1. Патент 2271343, С04В 7/153, 15.11.2004.1. Patent 2271343, С04В 7/153, 11/15/2004.

2. Патент 2243176, С04В 7/28, 27.12.2004.2. Patent 2243176, С04В 7/28, December 27, 2004.

Таблица 1Table 1 Физические характеристики шлаковPhysical characteristics of slag Вид шлакаType of slag Предельная крупность, ммUltimate size, mm Насыпная плотность, кг/м3 Bulk density, kg / m 3 Истинная плотность, кг/см3 True density, kg / cm 3 Зольный с п.п.п = 10,3%Ash with p.p.p. = 10.3% 4040 745745 2,382,38 Зольный с п.п.п. = 38,9%Ash with p.p.p. = 38.9% 20twenty 560560 2,272.27

Таблица 2table 2 Химический состав шлаковThe chemical composition of the slag Вид шлакаType of slag Содержание оксидов в минеральной части, %The content of oxides in the mineral part,% п.п.п.p.p.p. SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCao MgOMgO SO3 SO 3 R2OR 2 O Зольный с п.п.п. = 10,3%Ash with p.p.p. = 10.3% 61,3361.33 20,5220.52 9,419.41 3,213.21 2,232.23 0,420.42 1,761.76 10,310.3 Зольный с п.п.п. = 38,9%Ash with p.p.p. = 38.9% 59,7059.70 22,6022.60 6,756.75 4,064.06 1,841.84 0,580.58 2,632.63 38,938.9

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Вяжущее, содержащее золошлаковую смесь от сжигания угля и щелочной активизатор, отличающееся тем, что оно содержит в качестве указанной смеси золошлаковую смесь от сжигания каменного угля с содержанием несгоревшего угля 10,3-38,9%, охлажденную сухим способом, в качестве активизатора - гидроксид натрия или калия, углекислый натрий или калий, кислый углекислый натрий или калий, или их смесь и дополнительно гипс двуводный, и получено совместным помолом указанных компонентов до удельной поверхности 700 м2/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гипс двуводный 4-8 активизатор 3-10 золошлаковая смесь остальное
A binder containing ash and slag mixture from burning coal and an alkaline activator, characterized in that it contains as the specified mixture ash and slag mixture from burning coal with an unburned coal content of 10.3-38.9%, dry-cooled, as an activator - hydroxide sodium or potassium, sodium carbonate or potassium, acidic sodium carbonate or potassium, or a mixture thereof and additionally two-gypsum, and obtained by co-grinding these components to a specific surface of 700 m 2 / kg in the following ratio of components , wt.%:
gypsum gypsum 4-8 activator 3-10 ash and slag mixture rest
RU2009140995/03A 2009-11-05 2009-11-05 Alkaline slag binder RU2405745C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140995/03A RU2405745C1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Alkaline slag binder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009140995/03A RU2405745C1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Alkaline slag binder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405745C1 true RU2405745C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140995/03A RU2405745C1 (en) 2009-11-05 2009-11-05 Alkaline slag binder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405745C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484067C2 (en) * 2011-04-07 2013-06-10 Анатолий Прокопьевич Коробейников Raw mix for preparation of frost-resistant wall building stones and monolithic walls

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484067C2 (en) * 2011-04-07 2013-06-10 Анатолий Прокопьевич Коробейников Raw mix for preparation of frost-resistant wall building stones and monolithic walls

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wong et al. Mechanical strength and permeation properties of high calcium fly ash-based geopolymer containing recycled brick powder
US7288148B2 (en) Rapid hardening hydraulic cement from subbituminous fly ash and products thereof
KR102125577B1 (en) Composition agent
KR101366293B1 (en) A Non-sintering Binder Having Bottom Ash
KR101713828B1 (en) Cementless promotion-type admixture, and cementless composition comprising it
Zhang et al. The effect of stone waste on the properties of cemented paste backfill using alkali-activated slag as binder
Sow et al. Characterization of Spreader Stoker Coal Fly Ashes (SSCFA) for their use in cement-based applications
US11702361B2 (en) Hyaloclastite, sideromelane or tachylite pozzolan-based geopolymer cement and concrete and method of making and using same
CA2668249A1 (en) Carbon dioxide sequestration in foamed controlled low strength materials
US5968254A (en) Concrete mix containing coal ash and organic plant ash
RU2404935C1 (en) Raw mix for light -weight filler production
Chindaprasirt et al. Fluidized bed coal-bark fly ash geopolymer with additives cured at ambient temperature
KR101416005B1 (en) Nature-friendly block using non-sintering inorgarnic binder and manufacturing method thereof
RU2405745C1 (en) Alkaline slag binder
CN101037308A (en) Preparation method of clinker-free cement and concrete prepared with same
Barnes Ash utilisation–impact of recent changes in power generation practices
Shearer The productive reuse of coal, biomass and co-fired fly ash
KR101188498B1 (en) Composition for non-cement concrete using bottom ash and manufacturing method thereof
RU2285677C1 (en) Gypsum binding agent
KR20230093962A (en) Binder composition using carbonated gypsum
KR102680350B1 (en) Composition of Eco Friendly Concrete
Shah et al. A study of future trend for sustainable development by incorporation of supplementary cementitious materials
KR20160010959A (en) Hardening composition for reinforcing a slope, and method for reinforcing a slope by using the same
KR20050001983A (en) Concret compositions having high compression intensity by using bottom-ash
EP4378907A1 (en) Composite binder hardening by carbonation