RU2448063C2 - Вяжущее шлаковое - Google Patents
Вяжущее шлаковое Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448063C2 RU2448063C2 RU2010123592/03A RU2010123592A RU2448063C2 RU 2448063 C2 RU2448063 C2 RU 2448063C2 RU 2010123592/03 A RU2010123592/03 A RU 2010123592/03A RU 2010123592 A RU2010123592 A RU 2010123592A RU 2448063 C2 RU2448063 C2 RU 2448063C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- cinder
- slag
- ash
- portland cement
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составу вяжущего, которое может быть использовано в производстве бетонных, железобетонных изделий и строительных растворов. Вяжущее включает шлаковый компонент, двуводный гипс, активизатор. В качестве шлакового компонента используют шлакопортландцемент, в качестве активизатора - горный песок состава, мас.%: Аl2O3 - 9,8-11,0; CaO - 11,3-13,7; SiO2 - 34,1-39,9; FeO+Fe2O3 - 12,8-36,1; MgO - 5,7; Р2О - 1,7-22; Na2O3+K2O - 1,3-3,2; П.П.П. - 8,5-15,0; дополнительно содержит противоморозную добавку - хлорид кальция, золу ТЭЦ состава, мас.%: Аl2О3 - 12,2; CaO - 3; SiO2 - 34,9; FeO - 1,9; Fe2O3 - 4,2; MgO - 1,5; P - 0,20; S - 0,30; (Na2O+K2O) - 0,96; П.П.П. - 40,84 при следующем соотношение компонентов, мас.%:
при этом смесь измельчают до крупности менее 350 м2/кг. Технический результат - повышение морозостойкости и прочности. 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составу вяжущего, которое может быть использовано в производстве бетонных, железобетонных изделий и строительных растворов.
Известен портландцемент, содержащий клинкер и гипс [1, стр.137-145]. Портландцемент изготавливают путем совместного помола клинкера и гипса. Гипс вводится в состав портландцемента с целью регулирования сроков схватывания в количестве, обеспечивающем не более 3,5% SO3 в цементе. На практике содержание гипса в цементе составляет 4%, клинкера - 96%. Обычно портландцемент измельчают до остатка на сите №008 5-8 (по массе). В производстве портландцемента затраты на изготовление клинкера составляют 80% от всех затрат, что является основным недостатком этого вяжущего. Кроме этого клинкер обладает высокой твердостью и прочностью и поэтому затраты на помол являются основными в этой технологии. Общие затраты на спекание клинкера с последующим измельчением достигают 95-97%.
Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, полученное помолом до 450-470 м2/кг смеси, содержащей, мас.%: горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Аl2O3+ТiO2 9,8-11,0; FеO+Fе2О3 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; Р2О5 0,5-0,6; SO3 1,7-3,2; Na2O+K2O 1,3-3,2; п.п.п. 8,5-15, содержащий 15-20% минералов гранатов, 5-8; двуводный гипс 4-9; доменный гранулированный шлак 30-35; мартеновский лежалый шлак фракции не менее 15 мм - остальное. К недостаткам этого вяжущего относятся повышенная водопотребность, низкая морозостойкость, увеличенный срок твердения. Применение доменного и мартеновского шлаков требует высоких затрат при измельчении.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества вяжущего при использовании в его составе горного песка, хлорида кальция и шлакопортландцемента, гипса двуводного, золы и шлака от сжигания каменного угля.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов в шаровой мельнице, максимальное использование гидравлической (химической) активности, повышение морозостойкости и прочности.
Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата шлаковое вяжущее, включающее шлаковый компонент, двуводный гипс, активатор, отличающийся тем, что в качестве шлакового компонента используют шлакопортландцемент, в качестве активатора - горный песок состава, мас.%: Аl2О3 9,8-11; CaO 11,3-13,7; SiO2 34,1-39,9; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; MgO 5,7; Р2O5 1,7-22; Nа2O3+K2O 1,3-3,2; П.П.П. 8,5-15,0; дополнительно содержит противоморозную добавку - хлорид кальция, золу ТЭЦ состава, мас.%: Аl2O3 - 12,2; CaO - 3; SiO2 - 34,9; FeO - 1,9; Fe2O3 - 4,2; MgO - 1,5; P - 0,20; S - 0,30; (Nа2O3+K2O) - 0,96; П.П.П. - 40,84 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гипс двуводный | 1,5-3 |
Хлорид кальция | 2-3 |
Горный песок | 4 |
Шлакопортландцемент | 42-44 |
Указанная зола | остальное |
При этом смесь измельчают до крупности менее 350 м2/кг.
Главными клинкерными материалами являются алит С3S и белит C2S. Гидратация белита в нормальных условиях при 20-22°С и влажности 100% протекает очень медленно с образованием гидросиликата кальция CSH (13). При соприкосновении с водой белит C2S покрывается тонкой пленкой гидросиликата кальция, который отделяется от белита, перекристаллизовывается в кристаллическое вещество C2SH2. В возрасте 28 суток гидросиликат C2SH2 достаточно прочен.
Гидратация алита С3S протекает быстрее, чем белита. При этом образуется белит C2S и далее протекает процесс гидратации с образованием C2SH2 (гидросиликатов кальция) и гидроксида кальция Са(ОН)2, который не является носителем прочности бетона и представлен рыхлыми пластинами.
Таким образом, гидроокись кальция Са(ОН)2 является вредным балластным материалом, понижает качество вяжущего и далее снижает качество бетона. В период гидратации и твердения цементного камня или бетона удаление из смеси вяжущего гидрооксида кальция не представляется возможным.
Предлагаемое изобретение позволяет решить эту проблему путем добавки в вяжущее золы от сжигания каменного угля. Для этого применяли золу определенного состава (таблица 1), которая содержит оксиды алюминия, железа, кремния, кальция, натрия, калия.
Из [3] известно, что вяжущими свойствами обладают следующие алюминаты: С4А, С3А CaSO4Hx, C4AFHx, C4A(F)Hx, С3А*3СаSO4*Нх.
Основными вяжущими веществами в цементах обладают силикаты кальция алит С3S и белит C2S. Наиболее активными и реакционными являются алюминаты, которые образуются при гидратации цемента. Для этого предлагается подвергать совместному измельчению шлакопортландцемент [3] и отходы сжигания каменного угля (золу, шлак), в которых содержатся алюминаты. Гидроксид кальция образуется при гидратации алита, вступает в реакцию с алюминатами, ферратами, гипсом с образованием вяжущих веществ.
C4AFHx, С3А*3СаSO4*Нх обладают высокими вяжущими свойствами и обеспечивают высокие качества вяжущего, бетонов и растворов из него.
Применение хлорида кальция в количествах 2-3% позволяет повысить морозостойкость бетона из предлагаемого вяжущего. В качестве активизаторов твердения вяжущего предлагается применять горный песок, состав которого приведен в таблице. Горный песок содержит в своем составе минералы гранаты [4, стр.55], которые являются компонентами клинкера. Фактически это природный клинкер, поэтому его рекомендуется применять в качестве активизатора твердения. Кроме этого гранаты обладают высокой плотностью 3,5-4,2 г/см3 и твердостью, что позволяет увеличить прочность бетонов, изготовленных из предложенного вяжущего. Известно [3], что фосфаты металлов и соединения натрия и калия обладают вяжущими свойствами и, следовательно, примеси этих соединений в золе и шлаке каменноугольном способствуют повышению качества вяжущего.
Таким образом, применение в предлагаемом вяжущем золы или котельного шлака от сжигания каменного угля, содержащих алюминаты и ферраты, позволяют исключить из известных вяжущих вредное воздействие гидрооксида кальция Са(ОН)2. Одновременно предлагается использовать алюмосиликаты, ферроалюмосиликаты, сульфоалюмосиликаты кальция при гидратации и твердении вяжущего. Указанные химические вещества в составе вяжущего значительно повышают его качества.
Пример: Для экспериментов применяли шлакопортландцемент, изготовленный по предлагаемому способу, высушенный двуводный гипс, горный песок, хлорид кальция (таблица 1). Подготовили смеси из указанных компонентов по предложенному составу. Размололи в шаровой мельнице до крупности 350 м2/кг, затворили до получения теста стандартной густоты. Изготовили балочки размером 4*4*16 см с уплотнением на лабораторной виброплощадке. Твердение балочек осуществляли в гидравлической ванне при температуре 25°С. Испытание образцов выполнили в возрасте 28 суток.
Для сравнения изготавливали опытные образцы по прототипу [2]. Результаты исследований приведены в таблице 1.
Доказано, что предлагаемое вяжущее характеризуется повышенной прочностью и морозостойкостью.
Производство предлагаемого вяжущего позволяет утилизировать золу и шлак от сжигания каменного угля, горный песок (отход обогащения железных руд) и создать базу для производства дешевого высококачественного вяжущего.
Источники информации
1. Справочник по химии цемента. Под редакцией Б.В.Волконского и Л.Г.Судакаса. Л.: Стройиздат, 1980, с.221.
2. Патент RU 2363673, МПК С04В 7/14.
3. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. Л.: Стройиздат, 1983, с.150.
4. Справочник по химии цементов. Л.: Стройиздат. - 1980, с.55.
Таблица 1 | |||||||||
Химический состав компонентов вяжущего, мас.%: | |||||||||
Аl2О3 | CaO | SiO2 | FeO | Fe2O | MgO | P | Na2O+K2O | П.П.П. | |
Зола | 12,2 | 3 | 34,9 | 1,9 | 4,2 | 1,5 | 0,2 | 0,2 | 40,84 |
10 | 2 | 35 | 3 | 6 | 0,5 | 0,1 | 3,5 | 39,9 | |
15 | 12 | 25 | 1,5 | 2 | 5 | 5 | 0,9 | 33,6 | |
Шлак | 6 | 1,3 | 40 | 4,9 | 6,3 | 0,4 | 0,11 | 0,05 | 40,94 |
5,2 | 2,6 | 40,4 | 3,9 | 5,6 | 0,1 | 0,3 | 0,04 | 41,86 | |
Горный песок | 9,8-11,0 | 11,3-13,7 | 34,1-39,9 | FeO+Fe2O3 12,8-36,1 |
5,7 | P2O 1,7-22 | 1,3-3,2 | 8,5-15,0 |
Таблица 2 | |||||||
№ опыта | Состав вяжущего, мас.%: | Морозостойкость, цикл | |||||
Портландце- мент |
Зола ТЭЦ | Горный песок | Гипс | Хлорид кальция | Качество вяжущего М | ||
1 | 42 | 49 | 4 | 3 | 2 | М370 | 80 |
2 | 44 | 47,5 | 4 | 1,5 | 3 | М380 | 82 |
3 | 44 | 47,5 | 4 | 2 | 2,5 | М400 | 90 |
4 | 44 | 49 | 4 | 3 | 2 | М420 | 95 |
По прототипу | М350 | 80 |
Claims (1)
- Вяжущее, включающее шлаковый компонент, двуводный гипс, активизатор, отличающееся тем, что в качестве шлакового компонента используют шлакопортландцемент, в качестве активизатора - горный песок состава, мас.%: Аl2P3 9,8-11,0; CaO 11,3-13,7; SiO2 34,1-39,9; FеО+Fе2O3 12,8-36,1; MgO 5,7; P2O 1,7-22; Nа2O3+K2O 1,3-3,2; П.П.П. 8,5-15,0; дополнительно содержит противоморозную добавку - хлорид кальция, золу ТЭЦ состава, мас.%: Аl2O3 12,2; CaO 3; SiO2 34,9; FeO 1,9; Fе2O3 4,2; MgO=1,5; P 0,20; S 0,30; (Na2O+K2O) 0,96; П.П.П. 40,84 при следующем соотношение компонентов, мас.%:
Гипс двуводный 1,5-3 Хлорид кальция 2-3 Горный песок 4 Шлакопортландцемент 42-44 Указанная зола Остальное,
при этом смесь измельчают до крупности менее 350 м2/кг.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123592/03A RU2448063C2 (ru) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Вяжущее шлаковое |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123592/03A RU2448063C2 (ru) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Вяжущее шлаковое |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010123592A RU2010123592A (ru) | 2011-12-20 |
RU2448063C2 true RU2448063C2 (ru) | 2012-04-20 |
Family
ID=45403795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010123592/03A RU2448063C2 (ru) | 2010-06-09 | 2010-06-09 | Вяжущее шлаковое |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448063C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU833676A1 (ru) * | 1979-10-10 | 1981-05-30 | Новокузнецкое Отделение Уральскогонаучно-Исследовательского И Проектногоинститута Строительных Материалов | В жущее |
SU1399286A1 (ru) * | 1986-01-22 | 1988-05-30 | Карагандинский политехнический институт | Строительный раствор |
SU1731751A1 (ru) * | 1990-02-21 | 1992-05-07 | Щекинское Производственное Объединение "Азот" Им.50-Летия Ссср | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых материалов |
JP2002137950A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系固化材 |
RU2363673C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Вяжущее |
-
2010
- 2010-06-09 RU RU2010123592/03A patent/RU2448063C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU833676A1 (ru) * | 1979-10-10 | 1981-05-30 | Новокузнецкое Отделение Уральскогонаучно-Исследовательского И Проектногоинститута Строительных Материалов | В жущее |
SU1399286A1 (ru) * | 1986-01-22 | 1988-05-30 | Карагандинский политехнический институт | Строительный раствор |
SU1731751A1 (ru) * | 1990-02-21 | 1992-05-07 | Щекинское Производственное Объединение "Азот" Им.50-Летия Ссср | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых материалов |
JP2002137950A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系固化材 |
RU2363673C1 (ru) * | 2008-02-29 | 2009-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Вяжущее |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010123592A (ru) | 2011-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10633288B2 (en) | Carbonate-bonded construction products from steel-making residues and method for making the same | |
Yao et al. | Hydration study and characteristic analysis of a sulfoaluminate high-performance cementitious material made with industrial solid wastes | |
JP2006515260A (ja) | シアライト2成分系湿式セメント、その製造方法および使用方法 | |
CN105130220B (zh) | 用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法 | |
US20180186695A1 (en) | Method for binding of carbon dioxide | |
CN107207342A (zh) | 非晶态低钙含量硅酸盐的水硬性粘合剂及其制造方法 | |
CN110194604A (zh) | 硅酸三钙-硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥及其低温制备方法 | |
Belkheiria et al. | Recycling of Moroccan coal gangue in the elaboration of a Portland clinker | |
CN104844022A (zh) | 低钙硅酸盐水泥熟料及其水泥的制备方法 | |
CN105130217B (zh) | 用立窑厂处理电解锰渣制生态活性渣的方法 | |
CN112279532A (zh) | 一种矿物掺合料及其制备方法 | |
Chen et al. | Influence mechanism of alkaline environment on the hydration of hemihydrate phosphogypsum: A comparative study of various alkali | |
US20180305254A1 (en) | Activator having a low ph value for supplementary cementitious material | |
US4119467A (en) | Cement and process for producing same | |
RU2448063C2 (ru) | Вяжущее шлаковое | |
US4164425A (en) | Cement and process for producing same | |
TWI740176B (zh) | 水泥改質劑之製造方法及含有該水泥改質劑之機能性水泥材料 | |
US4130441A (en) | Cement and process for producing same | |
Štěpánková et al. | Utilization of by-pass cement kiln dust in alkali-activated materials | |
Fridrichova et al. | Study of hydration process of ternesite clinker | |
Miryuk | Environmental aspects of resource-saving cement technology | |
Miryuk | Activation of cement clinker with high content of belite | |
CN105060741B (zh) | 用隧道窑装备处理电解锰渣制取生态活性渣的方法 | |
US20220363601A1 (en) | Use of a clay for producing a pozzolanic material | |
Sanytsky et al. | Low energy consuming modified composite cements and their properties |