RU2411201C2 - Ultrafine binding material - Google Patents

Ultrafine binding material Download PDF

Info

Publication number
RU2411201C2
RU2411201C2 RU2007137699/03A RU2007137699A RU2411201C2 RU 2411201 C2 RU2411201 C2 RU 2411201C2 RU 2007137699/03 A RU2007137699/03 A RU 2007137699/03A RU 2007137699 A RU2007137699 A RU 2007137699A RU 2411201 C2 RU2411201 C2 RU 2411201C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alkali metal
ultrafine
hydroxide
binder
aqueous solution
Prior art date
Application number
RU2007137699/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007137699A (en
Inventor
Александр Витальевич Ковалев (RU)
Александр Витальевич Ковалев
Александр Витальевич Сидоров (RU)
Александр Витальевич Сидоров
Original Assignee
Александр Витальевич Ковалев
Чукалин Илья Александрович
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 Александр Витальевич Ковалев, Чукалин Илья Александрович filed Critical Александр Витальевич Ковалев
Priority to RU2007137699/03A priority Critical patent/RU2411201C2/en
Publication of RU2007137699A publication Critical patent/RU2007137699A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411201C2 publication Critical patent/RU2411201C2/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to construction materials, mainly to production of binding materials and can be particularly used in production of construction material. The ultrafine binding material is characterised by that it is obtained from a composition which contains the following, wt %: 8.33-31.91% aqueous solution of a hydroxide of an alkali metal 49.48-75.00, mineral material which contains amorphous silica - marl 25.00-50.52, where the weight ratio of the hydroxide of alkali metal in the aqueous solution is defined from the ratio to the weight of the amorphous silica in the range 1:(1-4). The hydroxide of the alkali metal used can be sodium hydroxide or potassium hydroxide. Sodium hydroxide obtained from a causticisation reaction of soda and slaked lime can be used.
EFFECT: high corrosion resistance of articles obtained using said binding material, strength properties and physical and mechanical properties of the binder, improved quality of the obtained material.
3 cl, 4 ex, 5 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно к изготовлению вяжущих, и может быть использовано при производстве жидкого стекла, неармированных и армированных химически стойких изделий - камней, жаростойких и огнеупорных материалов, тяжелых (в том числе самовыравнивающихся), высокопрочных, водостойких и водонепроницаемых бетонов, высокопрочных реакционнопорошковых (безщебеночных) дисперсноармированных бетонов, бетонов общего назначения повышенной прочности с использованием каменной муки, минерально-шлаковых бетонов, геосинтетических безцементных бетонов, аэродромных и дорожных покрытий, ячеистых и легких бетонов, пеносиликатов и пеностеклокерамики (в том числе гранулированных), пеностекла, ячеистой и другой керамики, керамического и силикатного кирпича, клея, красок, мастик и замазок, а также в литейном производстве и в других областях.The invention relates to construction materials, mainly to the manufacture of binders, and can be used in the production of liquid glass, unreinforced and reinforced chemically resistant products - stones, heat-resistant and refractory materials, heavy (including self-leveling), high-strength, waterproof and waterproof concrete, high-strength reactive powder (gravelless) disperse-reinforced concrete, general-purpose high-strength concrete using stone flour, mineral slag bet ones, geosynthetic cementless concretes, aerodrome and road coatings, cellular and light concrete, foam silicates and foamglass ceramics (including granular ones), foam glass, cellular and other ceramics, ceramic and silicate bricks, glue, paints, mastics and putties, as well as foundry production and in other areas.

Известно вяжущее, включающее золу-унос и щелочной компонент. В качестве щелочного компонента применяется гидроксид натрия или содо-щелочной плав, или щелочной плав и дополнительно белая сажа при следующем соотношении компонентов, мас.%: щелочной компонент 3-10, белая сажа 15-20, зола-унос остальное (SU 1011594, 15.04.1983).Known astringent, including fly ash and alkaline component. As the alkaline component, sodium hydroxide or soda-alkali melt, or alkaline melt and additionally white soot are used in the following ratio of components, wt.%: Alkaline component 3-10, white soot 15-20, fly ash the rest (SU 1011594, 15.04 .1983).

Недостатком известного способа является недостаточное качество вяжущего.The disadvantage of this method is the insufficient quality of the binder.

Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является высокопрочная цементная связующая смесь, содержащая летучую золу и щелочной металл, или связующий силикат щелочноземельного металла и щелочной металл, или компонент гидроокиси щелочноземельного металла, при этом связующий силикат имеет SiO2:M2O отношение веса приблизительно 0,20:1 к приблизительно 0,75:1, причем металл (М) отобран из группы, состоящей из Na, Li, K, 1/2Са и l/2Mg. Na и компонент силиката щелочи включает водное решение силиката натрия, содержащее приблизительно от 38% к 55%-ному содержанию твердого силиката натрия, SiO2:Na2O отношение от 2:1 к 3,22:1, и от 45% к 62%-ной воде, основанной на весе водного раствора силиката натрия, и компонент гидроокиси включает от 25% к 100%-ной гидроокиси натрия и приблизительно до 75%-ной воды, основанной на весе компонента гидроокиси (US 5601643, 11.02.1997).The closest analogue to the proposed invention is a high-strength cement binder mixture containing fly ash and an alkali metal, or a binder of alkaline earth metal silicate and an alkali metal, or a component of alkaline earth metal hydroxide, while the binder silicate has a SiO 2 : M 2 O weight ratio of approximately 0, 20: 1 to about 0.75: 1, the metal (M) being selected from the group consisting of Na, Li, K, 1 / 2Ca and l / 2Mg. The Na and alkali silicate component include an aqueous sodium silicate solution containing from about 38% to 55% solid sodium silicate, SiO 2 : Na 2 O ratio from 2: 1 to 3.22: 1, and from 45% to 62 % water based on the weight of an aqueous solution of sodium silicate, and the hydroxide component comprises from 25% to 100% sodium hydroxide and up to about 75% water based on the weight of the hydroxide component (US 5601643, 02/11/1997).

Однако указанная смесь не устраняет перечисленные выше недостатки.However, this mixture does not eliminate the above disadvantages.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании такого ультрадисперсного вяжущего материала, который исключал бы указанные выше недостатки.The problem to which the proposed invention is directed, is to create such an ultrafine binder material that would eliminate the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении коррозионной стойкости изделий, получаемых с использованием заявленного вяжущего материала, за счет использования в качестве минерального сырья мергеля, прочностных свойств и физико-механических характеристик минерального вяжущего, улучшении качества получаемого вяжущего материала, снижении энергоемкости при его получении.The technical result achieved by the implementation of this invention is to increase the corrosion resistance of products obtained using the declared binder material due to the use of marl as a mineral raw material, strength properties and physico-mechanical characteristics of the mineral binder, improving the quality of the obtained binder material, reducing energy intensity upon receipt.

Указанный технический результат достигается тем, что ультрадисперсный вяжущий материал характеризуется тем, что получен из состава, включающего, мас.%: 8,33-31,91%-ный водный раствор гидроксида щелочного металла 49,48-75,00; минеральное сырье, содержащее аморфный кремнезем, - мергель 25,00-50,52, при этом массовая доля гидроксида щелочного металла в водном растворе определена из соотношения к массе аморфного кремнезема в диапазоне 1:(1-4). Причем в качестве гидроксида щелочного металла используют едкий натр или едкий калий, а в качестве гидроксида щелочного металла можно использовать едкий натр, получаемый по реакции каустификации соды и гашеной извести.The specified technical result is achieved in that the ultrafine binder material is characterized in that it is obtained from a composition including, wt.%: 8.33-31.91% aqueous solution of alkali metal hydroxide 49.48-75.00; the mineral raw material containing amorphous silica is marl 25.00-50.52, while the mass fraction of alkali metal hydroxide in the aqueous solution is determined from the ratio to the mass of amorphous silica in the range 1: (1-4). Moreover, caustic soda or potassium hydroxide is used as the alkali metal hydroxide, and caustic soda obtained from the causticization reaction of soda and slaked lime can be used as alkali metal hydroxide.

В ультрадисперсном вяжущем материале, приготовленном из минерального сырья, содержатся оксиды щелочных металлов, например, натрий, обладающие:An ultrafine binder made from mineral raw materials contains alkali metal oxides, for example, sodium, with:

а. высокой теплопроводностью - интенсифицируют процессы взаимодействия микрокремнезема и щелочи;but. high thermal conductivity - intensify the processes of interaction of silica fume and alkali;

b. электропроводностью - позволяют эффективно разогревать изделия (с использованием вяжущего или на основе его) при воздействии на них высокочастотным переменным электромагнитным полем (СВЧ);b. electrical conductivity - allow you to efficiently heat products (using a binder or based on it) when exposed to high-frequency alternating electromagnetic field (microwave);

с. текучестью - выполняют роль микронаполнителей, способствуя повышению механической прочности изделий с применением вяжущего.from. fluidity - play the role of micro-fillers, helping to increase the mechanical strength of products using a binder.

Содержащиеся в ультрадисперсном вяжущем материале, приготовленном из минерального сырья, минералы и их оксиды обладают высокой дисперсностью (0,002-20 мкм), выполняют роль высокоактивных наполнителей и катализаторов процессов кристаллизации и/или полимеризации (пленкообразования) в изделиях с применением вяжущего.Minerals and their oxides contained in an ultrafine binder made from mineral raw materials are highly dispersed (0.002–20 μm) and act as highly active fillers and catalysts for crystallization and / or polymerization (film formation) in products using a binder.

Ультрадисперсный вяжущий материал приготавливают из минерального сырья при необходимости предварительно измельченного до 1,0 мм или до 50 мм.An ultrafine binder is prepared from mineral raw materials, if necessary, previously ground to 1.0 mm or up to 50 mm.

Минеральное сырье диспергируют в водном растворе гидроксида щелочного металла с сопутствующей дезинтеграцией посредством циклического прокачивания смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 90-100°С. Предварительное введение в воду твердого гидроксида щелочного металла приводит к ускоренному разогреву смеси за счет теплоты реакции растворения твердого гидроксида щелочного металла и образования гидросиликатов щелочного металла при дальнейшем введении минерального сырья.Mineral raw materials are dispersed in an aqueous solution of alkali metal hydroxide with concomitant disintegration by cyclic pumping of the mixture in a closed circuit in the cavitation mode at a temperature of 90-100 ° C. The preliminary introduction of solid alkali metal hydroxide into water leads to accelerated heating of the mixture due to the heat of reaction of the dissolution of solid alkali metal hydroxide and the formation of alkali metal hydrosilicates with the subsequent introduction of mineral raw materials.

В совокупности активная дезинтеграция, смешение и разогрев от эффекта кавитации и химических реакций растворения твердого гидроксида щелочного металла и образования гидросиликатов щелочного металла при атмосферном давлении происходит не более 5-ти минут, что приводит к ускоренному получению ультрадисперсного вяжущего материала.In total, the active disintegration, mixing, and heating from the effect of cavitation and chemical reactions of the dissolution of solid alkali metal hydroxide and the formation of alkali metal hydrosilicates at atmospheric pressure takes no more than 5 minutes, which leads to the accelerated production of ultrafine binders.

Дисперсионную среду смеси в виде 8,33-31,91%-ного водного раствора гидроксида щелочного металла приготавливают реакционно-кавитационным способом. На одну массовую часть гидроксида щелочного металла вводят 1-4 массовые части мергеля, дезинтеграцию и омульгирование которого за 30-120 циклов проводят до гранулометрических размеров в диапазоне 0,002-20 мкм.The dispersion medium of the mixture in the form of 8.33-31.91% aqueous solution of alkali metal hydroxide is prepared by the reaction-cavitation method. On one mass part of an alkali metal hydroxide, 1-4 mass parts of marl are introduced, the disintegration and omulgation of which is carried out for 30-120 cycles to a particle size in the range of 0.002-20 microns.

Пример 1.Example 1

25 мас.% мергеля содержит 94 мас.% аморфного кремнезема SiO2. Предварительно измельченный до 3,0 мм мергель диспергируют в водном растворе гидроксида натрия 75 мас.% с сопутствующей дезинтеграцией (с одновременным измельчением) посредством циклического прокачивания смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 90°С.25 wt.% Marl contains 94 wt.% Amorphous silica SiO 2 . Pre-crushed to 3.0 mm marl is dispersed in an aqueous solution of sodium hydroxide 75 wt.% With concomitant disintegration (with simultaneous grinding) by cyclic pumping of the mixture in a closed circuit in the cavitation mode at a temperature of 90 ° C.

Дисперсионную среду смеси в виде 8,33%-ного водного раствора гидроксида натрия приготавливают реакционно-кавитационным способом, то есть происходит разогрев смеси за счет химической реакции и кавитации в совокупности. На одну массовую часть гидроксида натрия вводят 3,76 массовые части аморфного кремнезема (1:3,76), дезинтеграцию и омульгирование которого за 120 циклов проводят до гранулометрических размеров 0,002-20 мкм.The dispersion medium of the mixture in the form of 8.33% aqueous sodium hydroxide solution is prepared by the reaction-cavitation method, that is, the mixture is heated due to the chemical reaction and cavitation in the aggregate. 3.76 parts by weight of amorphous silica (1: 3.76) are introduced per mass part of sodium hydroxide, the disintegration and omulgation of which is carried out for 120 cycles to a particle size of 0.002-20 microns.

Состав для приготовления вяжущего материала включает:The composition for the preparation of binders includes:

МергельMarl 25 мас.%25 wt.% NaOHNaOH 6,25 мас.%6.25 wt.% ВодаWater 68,75 мас.%68.75 wt.%

Вяжущий материал, полученный реакционно-кавитационным способом, представляет собой ультрадисперсный водный раствор силикатов щелочных металлов, которые находятся в гомогенизированном состоянии в смеси (жидкость - паста).The cementitious material obtained by the reaction-cavitation method is an ultrafine aqueous solution of alkali metal silicates, which are in a homogenized state in a mixture (liquid - paste).

Плотность получаемого вяжущего материала составляет 1,3-2,2 г/см3.The density of the obtained binder is 1.3-2.2 g / cm 3 .

Далее ультрадисперсный вяжущий материал подается в необходимом количестве для различных производств или, при необходимости, на охлаждение.Further, ultrafine binder material is supplied in the required quantity for various industries or, if necessary, for cooling.

Указанный состав вяжущего материала из мергеля проявляет наилучшие качества для производства ячеистых бетонов неавтоклавного твердения, так как он обладает наиболее высокими и стабильными показателями по содержанию аморфного кремния среди ископаемых минеральных ресурсов (в среднем 70-90%), в нем наименьшее содержание нежелательных примесей (глины, органики).The specified composition of the bonding material from marl shows the best qualities for the production of non-autoclaved aerated concrete, since it has the highest and most stable amorphous silicon content among fossil mineral resources (on average 70-90%), it has the lowest content of undesirable impurities (clay organics).

Кроме этого, с целью удешевления производства ультрадисперсного вяжущего материала разработана следующая рецептура из мергеля, соды и извести.In addition, in order to reduce the cost of production of ultrafine binders, the following formulation of marl, soda and lime was developed.

Сода и известь в водном растворе взаимодействуют при обычной температуре с образованием щелочи NaOH и карбоната кальция по реакции:Soda and lime in an aqueous solution interact at ordinary temperature with the formation of alkali NaOH and calcium carbonate by the reaction:

Са(ОН)2+Na2CO3=2 NaOH+СаСО3 Ca (OH) 2 + Na 2 CO 3 = 2 NaOH + CaCO 3

Реакция каустификации протекает быстро - на каждые 74 весовых единицы Са(ОН)2 и 106 весовых единиц соды образуется 80 весовых единиц щелочи и 100 весовых единиц СаСО3. В связи с тем, что гашеная известь имеет высокую дисперсность, содержание воды при производстве должно быть более высоким, чем вяжущего материала на щелочи.The caustification reaction proceeds quickly - for every 74 weight units of Ca (OH) 2 and 106 weight units of soda, 80 weight units of alkali and 100 weight units of CaCO 3 are formed . Due to the fact that slaked lime has a high dispersion, the water content during production should be higher than that of the binding material on alkali.

Чтобы вяжущий материал на соде в готовом виде не сгущался за счет присутствия молекулярно-дисперсного карбоната кальция доля воды должна быть дополнительно увеличена:So that the binder material on soda in finished form does not thicken due to the presence of molecularly dispersed calcium carbonate, the proportion of water should be further increased:

Известь II сортаGrade II Lime 4,85 мас.%4.85 wt.% СодаSoda 6,45 мас.%6.45 wt.% МергельMarl 19,35 мас.%19.35 wt.% ВодаWater 69,35 мас.%69.35 wt.%

Приготовленный реакционно-кавитационным способом содовый ультрадисперсный вяжущий материал является лучшим при производстве клея для строительных блоков и плиток, силикатных, силикатно-полимерных, водоэмульсионных красок и т.д.The soda ultrafine binder prepared by the reaction-cavitation method is the best in the manufacture of glue for building blocks and tiles, silicate, silicate-polymer, water-based paints, etc.

Приготовленный реакционно-кавитационным способом калиевый ультрадисперсный вяжущий материал отличается большей водостойкостью покрытий в отличие от натриевого вяжущего материала, поэтому предпочтительнее его применение в производстве фасадных красок, автодорог, фундаментов, мостов, перекрытий, бассейнов и других изделий, постоянно контактирующих с водой. Также он повышает водонепроницаемость и морозостойкость бетонов и ячеистых бетонов.The potassium ultrafine binder prepared by the reaction-cavitation method is more resistant to coatings than sodium binder; therefore, it is preferable to use it in the manufacture of facade paints, roads, foundations, bridges, ceilings, pools and other products that are constantly in contact with water. It also increases the water resistance and frost resistance of concrete and cellular concrete.

Ультрадисперсный вяжущий материал: натриевый, содовый, содово-сульфатный или калиевый, сильно ускоряет процессы твердения цементов. Ультрадисперсный вяжущий материал представляет собой коллоидный раствор натриевых и других (в зависимости от применяемой щелочи) силикатов в воде.Ultrafine cementitious material: sodium, soda, soda-sulfate or potassium, greatly accelerates the hardening of cements. The ultrafine binder is a colloidal solution of sodium and other (depending on the alkali used) silicates in water.

Химический состав ультрадисперсного вяжущего материала может быть выражен формулой:The chemical composition of ultrafine binders can be expressed by the formula:

Na2O×nSiO2+mH2O + оксиды металловNa 2 O × nSiO 2 + mH 2 O + metal oxides

Из нее видно, что ультрадисперсный вяжущий материал не имеет постоянного состава и соотношение между отдельными составными частями может меняться. Отношение SiO2:Na2O=М, показывающее сколько кремнекислоты приходится на единицу окиси натрия, называется силикатным модулем вяжущего материала. Величина его обычно колеблется в пределах от 2.06. до 3.5.It can be seen from it that the ultrafine binder material does not have a constant composition and the ratio between the individual components can vary. The ratio of SiO 2 : Na 2 O = M, showing how much silicic acid is present per unit of sodium oxide, is called the silicate module of the binder. Its value usually ranges from 2.06. up to 3.5.

Количество воды может быть самым различным. В зависимости от этого в коллоидном растворе растворимого ультрадисперсного вяжущего материала меняется его консистенция - "плотность", измеряемая градусами шкалы Боме или показаниями удельного веса. Получаемый вяжущий материал плотностью 1,3-2,2 кг/л на месте работ при необходимости разбавляется водой до нужной концентрации.The amount of water can be very different. Depending on this, in the colloidal solution of soluble ultrafine binder material, its consistency - “density”, measured in degrees of the Baume scale or specific gravity readings, changes. The resulting binder with a density of 1.3-2.2 kg / l at the place of work, if necessary, is diluted with water to the desired concentration.

При добавлении растворимого ультрадисперсного вяжущего материала к воде, идущей на затворение цемента, его сроки схватывания сильно сокращаются (см. Таблицу 1). Обусловлено это тем, что в результате химической реакции между щелочным силикатом, содержащимся в вяжущем материале, и составными частями цементного клинкера (гидроалюминат кальция) образуются коллоидные гидросиликат кальция и алюминат натрия по уравнению:When adding soluble ultrafine binder material to the water going to mix cement, its setting time is greatly reduced (see Table 1). This is due to the fact that as a result of a chemical reaction between the alkaline silicate contained in the binder and the components of the cement clinker (calcium hydroaluminate), colloidal calcium hydrosilicate and sodium aluminate are formed according to the equation:

3Na2O×SiO2+3СаО×Al2O3×nH2O=3CaSiO3×nH2O+3Na2O×Al2O3 3Na 2 O × SiO 2 + 3СаО × Al 2 O 3 × nH 2 O = 3CaSiO 3 × nH 2 O + 3Na 2 O × Al 2 O 3

Именно образующийся в составе бетона алюминат натрия и является очень сильным ускорителем набора прочности.It is sodium aluminate formed in concrete that is a very strong accelerator of gaining strength.

Кроме того, проходит еще одна реакция: между «жидким стеклом», содержащемся в вяжущем материале, и известью, находящейся в цементе, с образованием силиката кальция:In addition, another reaction takes place: between the "liquid glass" contained in the cementitious material and the lime in the cement to form calcium silicate:

Na2O×2SiO2+СаО=Na2O×SiO2+CaSiO3 Na 2 O × 2SiO 2 + CaO = Na 2 O × SiO 2 + CaSiO 3

Силикат кальция очень прочный и плотный материал. Пористый кусок, например, негашеной извести, обработанный ультрадисперсным вяжущим материалом или его раствором, становится настолько плотным и прочным, что его можно полировать. Отлагаясь в порах твердеющего камня, силикат кальция придает ему повышенную плотность и водонепроницаемость.Calcium silicate is a very strong and dense material. A porous piece, such as quicklime, treated with an ultrafine cementitious material or its solution, becomes so dense and durable that it can be polished. Being deposited in the pores of a hardening stone, calcium silicate gives it increased density and water resistance.

Вот эта совокупность свойств - ускорение схватывания бетона от образования алюмината натрия и пониженная проницаемость порового пространства за счет кольматирующего действия силиката кальция - и обуславливает очень широкое применение ультрадисперсного вяжущего материала в качестве добавки для получения водонепроницаемого бетона для аварийных работ: заделка протечек, зачеканка швов, гидроизоляция бассейнов и т.д.This set of properties - accelerating the setting of concrete from the formation of sodium aluminate and reduced permeability of the pore space due to the clogging action of calcium silicate - determines the very wide use of ultrafine cementitious material as an additive for waterproof concrete for emergency operations: sealing leaks, caulking joints, waterproofing pools, etc.

Влияние добавки растворимого ультрадисперсного вяжущего материала на сроки схватывания цемента.The effect of additives of soluble ultrafine binder on the setting time of cement.

Таблица 1Table 1 Добавка растворимого вяжущего в % от массы
цемента
Soluble binder additive in% by weight
cement
Начало схватывания (час - мин)Setting start (hour - min) Конец схватывания (час - мин)The end of setting (hour - min)
00 1-401-40 5-055-05 100one hundred 0-200-20 2-002-00 200200 0-100-10 0-400-40

Основные характеристики ультрадисперсного вяжущего материала по Техническим условиям:The main characteristics of ultrafine binders according to the Technical conditions:

Таблица 2table 2 Наименование показателяName of indicator Норма ультрадисперсного вяжущегоThe rate of ultrafine binder Внешний видAppearance Однородная жидкость или паста без механических включений, видимых невооруженным глазом - кремового, желтого, серого, графитового и коричневого цветаHomogeneous liquid or paste without mechanical impurities visible to the naked eye - cream, yellow, gray, graphite and brown Массовая доля диоксида кремния, % не менееMass fraction of silicon dioxide,% not less 1010 Массовая доля оксида алюминия и оксида железа, % не болееMass fraction of alumina and iron oxide,% no more 15fifteen Массовая доля оксида кальция, % не болееMass fraction of calcium oxide,% no more 4040 Массовая доля оксида серы, % не болееMass fraction of sulfur oxide,% no more 0,30.3 Массовая доля оксида натрия (калия), % не менееMass fraction of sodium oxide (potassium),%, not less 88 Силикатный модуль, не менееSilicate module, not less 1,691,69

Вяжущий материал, приготовленный реакционно-кавитационным способом из мергеля, является основой для ускоренного (до 6 раз) производства ячеистого бетона неавтоклавного твердения за счет «подстегивания» кинетики набора прочности химическим путем.The cementitious material prepared from the marl by the reaction-cavitation method is the basis for the accelerated (up to 6 times) production of non-autoclaved aerated concrete by “boosting” the kinetics of curing by chemical means.

При производстве ячеистых бетонов ультрадисперсный вяжущий материал повышает потребность растворной смеси в воде (см. Таблицу 4).In the manufacture of aerated concrete, ultrafine binders increase the need for mortar in water (see Table 4).

Таблица 3Table 3 ДобавкаAdditive Вода, млWater ml Расплыв на встряхивающем столике, ммSpray on a shaking table, mm 1one Нет добавкиNo additives 225225 153153 22 Содовый вяжущий материалSoda binder 175175 144144 33 Щелочный вяжущий материалAlkaline binders 125125 154154

Влияние ультрадисперсного вяжущего материала на прочность раствора:The effect of ultrafine binders on mortar strength:

Таблица 4Table 4 Добавка вяжущего материала плотностью 1,4 г/см3 Additive binder with a density of 1.4 g / cm 3 ВодаWater Расплыв конуса, ммCone spread, mm 1 сутки1 day 3 сутки3 days 1one Нет добавкиNo additives 30thirty 173173 2,82,8 16,016,0 22 30 мл щелочного вяжущего материала30 ml alkaline binder 1010 150150

Figure 00000001
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000002
33 30 мл смеси вяжущих материалов (содовый - 1 часть + щелочный - 2 части)30 ml of a mixture of binders (soda - 1 part + alkaline - 2 parts) 1010 124124
Figure 00000003
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000004

Пример 2.Example 2

Мергель (40 мас.%), содержащий ультрадисперсный аморфный кремнезем (98,4 мас.%), диспергируют в водном растворе гидроксида натрия (60 мас.%) с сопутствующей дезинтеграцией посредством циклического прокачивания смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 98°С.Mergel (40 wt.%) Containing ultrafine amorphous silica (98.4 wt.%) Is dispersed in an aqueous solution of sodium hydroxide (60 wt.%) With concomitant disintegration by cyclic pumping of the mixture in a closed circuit in the cavitation mode at a temperature of 98 ° FROM.

Дисперсионную среду смеси приготавливают реакционно-кавитационным способом в виде 16,38%-ного водного раствора гидроксида натрия. На одну массовую часть гидроксида натрия вводят 4 массовые части аморфного кремнезема (1:4), дезинтеграцию и омульгирование которого за 90 циклов проводят до гранулометрических размеров 0,002-10 мкм. Ультрадисперсный вяжущий материал с применением гидроокиси натрия (едкого натра) в готовом виде за счет присутствия раствора кремниевой кислоты, других минералов, металлов и их оксидов, а также молекулярно-дисперсного углерода, выполняющего функции нанодисперсной арматуры, значительно ускоряет набор прочности и увеличивает прочность цементного камня.The dispersion medium of the mixture is prepared by the reaction-cavitation method in the form of a 16.38% aqueous sodium hydroxide solution. For one mass part of sodium hydroxide, 4 mass parts of amorphous silica (1: 4) are introduced, the disintegration and omulsification of which is carried out for 90 cycles to a particle size of 0.002-10 microns. Ultrafine binder with the use of sodium hydroxide (caustic soda) in the finished form due to the presence of a solution of silicic acid, other minerals, metals and their oxides, as well as molecular dispersed carbon, which acts as nanodispersed reinforcement, significantly accelerates the set of strength and increases the strength of cement stone .

Применение ультрадисперсной арматуры приводит к повышению физико-механических свойств, например, ячеистого бетона (пенобетона, газобетона).The use of ultrafine reinforcement leads to an increase in physical and mechanical properties, for example, cellular concrete (foam concrete, aerated concrete).

Состав вяжущего материала на мергеле:The composition of the binder on marl:

Мергель (а.с.в.)Mergel (A.S.W.) 40,00 мас.%40.00 wt.% NaOHNaOH 9,84 мас.%9.84 wt.% Вода (H2O)Water (H 2 O) 49,16 мас.%49.16 wt.%

Пример 3.Example 3

Мергель (38,30 мас.%) содержит 40 мас.% аморфного кремнезема. Мергель диспергируют в водном растворе гидроксида натрия (61,70 мас.%) с сопутствующей дезинтеграцией посредством циклического прокачивания смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 96°С.Mergel (38.30 wt.%) Contains 40 wt.% Amorphous silica. Mergel is dispersed in an aqueous solution of sodium hydroxide (61.70 wt.%) With concomitant disintegration by cyclic pumping of the mixture in a closed circuit in the cavitation mode at a temperature of 96 ° C.

Дисперсионную среду смеси приготавливают реакционно-кавитационным способом в виде 17,24%-ного водного раствора гидроксида натрия. На одну массовую часть гидроксида натрия вводят 1,44 массовую часть аморфного кремнезема (1:1,44), дезинтеграцию и омульгирование которого за 30 циклов проводят до гранулометрических размеров 0,002-20 мкм.The dispersion medium of the mixture is prepared by the reaction-cavitation method in the form of a 17.24% aqueous solution of sodium hydroxide. For one mass part of sodium hydroxide, 1.44 mass parts of amorphous silica (1: 1.44) are introduced, the disintegration and omulsification of which is carried out for 30 cycles to a particle size of 0.002-20 microns.

Ультрадисперсный вяжущий материал, изготовленный из мергела с применением гидроксида натрия (едкого натра), в готовом виде за счет присутствия раствора кремниевой кислоты, ультрадисперсного карбоната кальция и других минералов, металлов и их оксидов (оксид алюминия и др.) применяется как основа при производстве керамических и стекло-керамических (в том числе ячеистых) изделий обжигом.The ultrafine binder material made from marl using sodium hydroxide (caustic soda), in the finished form due to the presence of a solution of silicic acid, ultrafine calcium carbonate and other minerals, metals and their oxides (aluminum oxide, etc.), is used as the basis for the production of ceramic and glass-ceramic (including cellular) products by firing.

Состав вяжущего материала из мергеля:The composition of the binder material from marl:

Мергель (а.с.в.)Mergel (A.S.W.) 38,30 мас.%38.30 wt.% NaOHNaOH 10,64 мас.%10.64 wt.% Вода (Н2О)Water (N 2 O) 51,06 мас.%51.06 wt.%

Пример 4.Example 4

Мергель (41,66 мас.%) содержит 20 мас.% аморфного кремнезема. Мергель диспергируют в водном растворе гидроксида натрия (58,34 мас.%) с сопутствующей дезинтеграцией посредством циклического прокачивания смеси по замкнутому контуру в режиме кавитации при температуре 90°С.Mergel (41.66 wt.%) Contains 20 wt.% Amorphous silica. Mergel is dispersed in an aqueous solution of sodium hydroxide (58.34 wt.%) With concomitant disintegration by cyclic pumping of the mixture in a closed circuit in the cavitation mode at a temperature of 90 ° C.

Дисперсионную среду смеси приготавливают реакционно-кавитационным способом в виде 14,28%-ного водного раствора гидроксида натрия. На одну массовую часть гидроксида натрия вводят одну массовую часть аморфного кремнезема (1:1), дезинтеграцию и омульгирование которого за 30 циклов проводят до гранулометрических размеров 20 мкм.The dispersion medium of the mixture is prepared by the reaction-cavitation method in the form of a 14.28% aqueous solution of sodium hydroxide. One mass part of amorphous silica (1: 1) is introduced per mass part of sodium hydroxide, the disintegration and omulsification of which is carried out for 30 cycles to a particle size of 20 μm.

Ультрадисперсный вяжущий материал, изготовленный из мергеля с применением гидроксида натрия (едкого натра), в готовом виде за счет присутствия раствора кремниевой кислоты, ультрадисперсного карбоната кальция и других минералов, металлов и их оксидов применятся как основа или добавка при производстве шлако-щелочных композиций и материалов, керамических и стекло-керамических изделий при воздействии на них высокочастотным переменным магнитным полем (СВЧ) и/или обжигом.Ultrafine binder made from marl using sodium hydroxide (caustic soda), in the finished form due to the presence of a solution of silicic acid, ultrafine calcium carbonate and other minerals, metals and their oxides, will be used as a base or additive in the production of slag-alkali compositions and materials , ceramic and glass-ceramic products when exposed to high-frequency alternating magnetic field (microwave) and / or firing.

Состав вяжущего материала из мергеля:The composition of the binder material from marl:

Мергель (а.с.в.)Mergel (A.S.W.) 41,66 мас.%41.66 wt.% NaOHNaOH 8,34 мас.%8.34 wt.% Вода (Н2О)Water (N 2 O) 50,00 мас.%50.00 wt.%

Заявленный вяжущий материал обеспечивает более высокую, чем по прототипу, коррозионную стойкость изделий с его использованием - на 20-30%. Примеры состава ультрадисперсного вяжущего материала из отдельного вида минерального сырья представлены в Таблице 5.The claimed binder material provides higher than the prototype, the corrosion resistance of products with its use is 20-30%. Examples of the composition of the ultrafine binder material from a particular type of mineral raw material are presented in Table 5.

Таблица 5Table 5 Примеры заявляемой композицииExamples of the claimed composition Наименование компонентовName of components Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% 1one 22 33 4four 55 66 Минеральное сырьеMineral raw materials 25,0025.00 40,0040.00 38,3038.30 41,6641.66 50,5250.52 Гидроксид щелочного металлаAlkali metal hydroxide 6,256.25 9,849.84 10,6410.64 8,348.34 15,7915.79 ВодаWater 68,7568.75 49,1649.16 51,0651.06 50,0050.00 33,6933.69 Итого:Total: 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred 100one hundred

Claims (3)

1. Ультрадисперсный вяжущий материал, характеризующийся тем, что получен из состава, включающего, мас.%:
8,33-31,91%-ный водный раствор гидроксида щелочного металла 49,48-75,00 минеральное сырье, содержащее аморфный кремнезем, - мергель 25,00-50,52,

при этом массовая доля гидроксида щелочного металла в водном растворе определена из соотношения к массе аморфного кремнезема в диапазоне 1:(1-4).
1. Ultrafine binder material, characterized in that it is obtained from a composition including, wt.%:
8.33-31.91% aqueous solution alkali metal hydroxide 49.48-75.00 mineral raw materials containing amorphous silica - marl 25.00-50.52,

the mass fraction of alkali metal hydroxide in the aqueous solution is determined from the ratio to the mass of amorphous silica in the range 1: (1-4).
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроксида щелочного металла используют едкий натр или едкий калий.2. The material according to claim 1, characterized in that sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as alkali metal hydroxide. 3. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроксида щелочного металла используют едкий натр, получаемый по реакции каустификации соды и гашеной извести. 3. The material according to claim 1, characterized in that caustic soda obtained from the causticization reaction of soda and slaked lime is used as an alkali metal hydroxide.
RU2007137699/03A 2007-10-12 2007-10-12 Ultrafine binding material RU2411201C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137699/03A RU2411201C2 (en) 2007-10-12 2007-10-12 Ultrafine binding material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137699/03A RU2411201C2 (en) 2007-10-12 2007-10-12 Ultrafine binding material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007137699A RU2007137699A (en) 2009-04-20
RU2411201C2 true RU2411201C2 (en) 2011-02-10

Family

ID=41017381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137699/03A RU2411201C2 (en) 2007-10-12 2007-10-12 Ultrafine binding material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411201C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749005C1 (en) * 2020-06-11 2021-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУСЕВ А.И. и др. Определения, понятия, термины в химии. - М.: Просвещение, 1981, с.40, 65, 111, 130. АХМЕТОВ Н.С. Неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1975, с.591-592. ГЛУХОВСКИЙ В.Д. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе, Ташкент, «Узбекистан», 1980, с.114. РАБИНОВИЧ В.А. и др. Краткий химический справочник, «Химия», Ленинградское отделение, 1977, с.336. ГЛУХОВСКИЙ В.Д. Грунтосиликаты, Гос. изд. лит. по строительству и архитектуре УССР, Киев, 1959, с.80. ПРОХОРОВ A.M. Большая советская энциклопедия. - М.: Изд. «Советская энциклопедия», 1974, с.85. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749005C1 (en) * 2020-06-11 2021-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. Миллионщикова" Method for producing mineral-alkaline binder based on technogenic raw materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007137699A (en) 2009-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10407343B2 (en) Method of producing geopolymer cement utilizing desulfurized red mud
JP2019521059A (en) Pumpable geopolymer composition for well sealing applications
Menchaca-Ballinas et al. Limestone as aggregate and precursor in binders of waste glass activated by CaO and NaOH
KR101534217B1 (en) Cementless concrete of dry type using fly ash, furnace slag and alkali activator of powder type, and method for manufacturing the same
US20110178209A1 (en) Manufacturing hydraulic cement aggregates for use in insulating and heat reflecting products
CN105948639A (en) High-strength low-shrinkage crack-resistant pavement base material
CN109987912A (en) Zeolite prepares iron tailings dry powder and mortar
Rashad Effect of limestone powder on the properties of alkali-activated materials–A critical overview
KR101263227B1 (en) Geopolymer Composition having high strength and manufacturing method thereof
EP1497240A1 (en) Non-heating clay composites for building materials
KR101963579B1 (en) High Early Strength Concrete Composition and Constructing Methods using Thereof
CN114616217B (en) Inorganic polymers and their use in composites
KR20150134592A (en) An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same.
KR20190099765A (en) Artificial light weight aggregates composition using cement zero binder and manufacturing method thereof
RU2411201C2 (en) Ultrafine binding material
KR100929309B1 (en) Manufacturing Method for Concrete Body consisted of Waste Sludge as a Inorganic Binder using Meta-Kaolin
Reig et al. Reutilization of ceramic waste as supplementary cementitious material
WO2017109583A2 (en) Magnesium phosphate based cement, mortar and concrete compositions with increased working time
RU2375303C2 (en) Preparation method of ultrafine bonding material
KR101218654B1 (en) Geopolymer Composition and manufacturing method thereof
KR20150010072A (en) Method of manufacturing ecofriendly sidewalk blocks and them thereof
JP2019019015A (en) Inorganic binder, and method of producing the same
KR101755626B1 (en) Method of manufacturing a solidifying agent with granite sludge and eco-friendly resin
CN111302682A (en) Alkali activation slurry containing alkali activation liquid and inorganic powder
RU2817494C1 (en) Crude mixture for making ceramic heat-insulating construction materials

Legal Events

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

Effective date: 20111013

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151013

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160927

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181013

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201106