RU2569657C1 - Raw mix for sulphated cement - Google Patents
Raw mix for sulphated cement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569657C1 RU2569657C1 RU2014130814/03A RU2014130814A RU2569657C1 RU 2569657 C1 RU2569657 C1 RU 2569657C1 RU 2014130814/03 A RU2014130814/03 A RU 2014130814/03A RU 2014130814 A RU2014130814 A RU 2014130814A RU 2569657 C1 RU2569657 C1 RU 2569657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granodiorite
- cement
- limestone
- raw mix
- gypsum
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в производстве портландцементов.The invention relates to the field of building materials and can be used in the manufacture of Portland cement.
Известно композиционное гипсовое вяжущее, включающее β-полугидрат сульфата кальция, портландцемент, термически активированный цеолитсодержащий мергель или отход производства ферросилиция - микрокремнезем МК-85 или бинарную смесь из двух указанных активных минеральных добавок в соотношении 1:3-3:1, продукт на основе модифицированного поликарбоксилата Melflux® 2651F или смесь пластификатора лигносульфоната технического и продукта на основе модифицированного поликарбоксилата Melflux® 2651F в соотношении 4:5 в количестве 0,8-0,9% от массы вяжущего (патент RU 2426702, МПК С04В 11/28, 2011 год). Вяжущее характеризуется высокой прочностью на сжатие 50,9-78,6 МПа через 28 суток при Н.У.).A composite gypsum binder is known, including calcium sulphate β-hemihydrate, Portland cement, thermally activated zeolite-containing marl, or ferrosilicon waste - microsilica MK-85 or a binary mixture of the two active mineral additives in a ratio of 1: 3-3: 1, a product based on modified polycarboxylate Melflux® 2651F or a mixture of a technical lignosulfonate plasticizer and a product based on modified polycarboxylate Melflux® 2651F in a ratio of 4: 5 in an amount of 0.8-0.9% by weight of a binder (patent RU 2426702, IPC S04V 11/28, 2011). The binder is characterized by high compressive strength of 50.9-78.6 MPa after 28 days at N.U.).
Однако недостатком известного связующего является его многокомпонентность, а также высокая температура отжига при получении клинкера (выше 1400°C).However, the disadvantage of the known binder is its multicomponent, as well as the high temperature of annealing upon receipt of clinker (above 1400 ° C).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является дунитовый цемент, состоящий из портландцементного клинкера, двуводного гипса и ультраосновной магнийсиликатной породы - дунита (патент RU 2288899, МПК C04B 7/00, C04B 7/52, 2006 г.) (прототип).The closest technical solution to the proposed one is dunite cement, consisting of Portland cement clinker, two-water gypsum and ultrabasic magnesium silicate rock - dunite (patent RU 2288899, IPC C04B 7/00, C04B 7/52, 2006) (prototype).
Недостатком известного цемента является его недостаточно высокая прочность на сжатие (37,4-57,7 МПа через 28 суток при Н.У.).A disadvantage of the known cement is its insufficiently high compressive strength (37.4-57.7 MPa after 28 days at N.U.).
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать простой состав исходной сырьевой смеси для сульфатированного цемента, характеризующегося наряду с достаточно высоким пределом прочности на сжатие, пониженной температурой обжига при получении клинкера.Thus, the authors were faced with the task of developing a simple composition of the initial raw material mixture for sulfated cement, which is characterized, along with a rather high compressive strength, and a reduced calcination temperature when producing clinker.
Поставленная задача решена в составе предлагаемой сырьевой смеси для сульфатированного цемента, состоящей из двуводного гипса, известняка и силикатной добавки, которая в качестве силикатной добавки содержит алюмосиликатную породу - гранодиорит при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in the composition of the proposed raw mix for sulfated cement, consisting of two-water gypsum, limestone and silicate additives, which as a silicate additive contains aluminosilicate rock - granodiorite in the following ratio, wt.%:
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен состав сырьевой смеси для сульфатированного цемента, в состав которой входит алюмосиликатная порода - гранодиорит - в предлагамых пределах содержания всех компонентов.Currently, the composition of the raw mix for sulfated cement, which includes aluminosilicate rock - granodiorite - is not known from the patent and scientific literature in the proposed range of all components.
В заявленном техническом решении предлагается в качестве сырьевых материалов использовать известняк (CaCO3), гипс (CaSO4·2H2O) и алюмосиликатную породу - гранодиорит.The claimed technical solution proposes to use limestone (CaCO 3 ), gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O) and aluminosilicate rock - granodiorite as raw materials.
Гранодиорит является глубинной магматической полнокристаллической горной породой промежуточной по составу между гранитом и кварцевым диоритом, встречается в виде жил в гранитных массивах. По содержанию SiO2 относится к кислым горным породам, цвет породы от светлого до темно-серого, плотность 2,9 г/см3, прочность на сжатие более 180 МПа. По минеральному составу гранодиорит содержит: кварц - 10-15%; плагиоклаз - 50-80%; калиево-натриевый полевой шпат - от единичных зерен до 7%; биотит от 3 до 12%; роговую обманку - от 2 до 10%; эпидот - от 1 до 5%; эмфибол - от 1 до 3%. Легкоплавкость гранодиориту придают щелочные и щелочноземельные оксиды: K2O, Na2O, CaO, MgO и оксиды железа FeO, Fe2O3. Химический состав гранодиорита, %: SiO2 - 63,37÷67,89; Al2O3 - 13,15÷15,97; TiO2 - 0,53÷0,59; Fe2O3 - 1,27÷1,40; FeO - 2,33÷2,70; CaO - 4,01÷4,69; MgO - 1,75÷2,25; SO3 - 0,02÷0,03; K2O - 1,74÷2,07; Na2O - 4,05÷4,42; ΔmПРК=0.Granodiorite is a deep magmatic full-crystalline rock intermediate in composition between granite and quartz diorite, found in the form of veins in granite massifs. According to the content of SiO 2 refers to acidic rocks, the color of the rock from light to dark gray, a density of 2.9 g / cm 3 , compressive strength of more than 180 MPa. According to the mineral composition, granodiorite contains: quartz - 10-15%; plagioclase - 50-80%; potassium-sodium feldspar - from single grains to 7%; biotite from 3 to 12%; hornblende - from 2 to 10%; epidote - from 1 to 5%; emphibole - from 1 to 3%. The fusibility of granodiorite is given by alkaline and alkaline earth oxides: K 2 O, Na 2 O, CaO, MgO and iron oxides FeO, Fe 2 O 3 . The chemical composition of granodiorite,%: SiO 2 - 63.37 ÷ 67.89; Al 2 O 3 - 13.15 ÷ 15.97; TiO 2 - 0.53 ÷ 0.59; Fe 2 O 3 - 1.27 ÷ 1.40; FeO - 2.33 ÷ 2.70; CaO - 4.01 ÷ 4.69; MgO - 1.75 ÷ 2.25; SO 3 - 0.02 ÷ 0.03; K 2 O - 1.74 ÷ 2.07; Na 2 O - 4.05 ÷ 4.42; Δm PRK = 0.
Авторами предлагаемого технического решения были проведены исследования по изучению взаимодействия гранодиорита с известняком и гипсом с целью получения цемента с пониженной температурой спекания, имеющего повышенную твердость при сжатии и быстрый срок схватывания. В ходе проведенных исследований было установлено, что сульфоалюминаты кальция 3CuO·3Al2O3·CaSO4, образующиеся при взаимодействии оксида алюминия, входящего в состав гранодиорита, с гипсом и известняком служат основой образования эттрингита 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O. Эттрингит придает цементу сульфастойкость, служит основой получения безусадочных и расширяющихся цементов, что, в конечном итоге, увеличивает прочность цемента на сжатие. Сульфосиликаты (2CuO·SiO2)2·CaSO4, образующиеся при взаимодействии оксида кремния, входящего в состав гранодиорита, с известняком и гипсом обладают большой гидравлической активностью, что значительно сокращает сроки схватывания. Исходя из содержания в гранодиорите 67,59% SiO2 и 14,99% Al2O3 (на прокаленное вещество) в предлагаемом техническом решении содержание известняка и гипса для образования необходимых количеств сульфоалюмината сульфосиликата в соответствие с реакциями: 3СаО+3Al2O3+CaSO4=3CaO·3Al2O3·CaSO4 The authors of the proposed technical solution conducted studies to study the interaction of granodiorite with limestone and gypsum in order to obtain cement with a low sintering temperature, which has increased compressive hardness and a quick setting time. In the course of the studies, it was found that calcium sulfoaluminates 3CuO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4 formed by the interaction of aluminum oxide, which is part of granodiorite, with gypsum and limestone form the basis for the formation of 3CaO · Al2O3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O ettringite. Ettringite gives cement sulphate resistance, serves as the basis for non-shrinking and expanding cements, which ultimately increases the compressive strength of cement. Sulfosilicates (2CuO · SiO 2 ) 2 · CaSO 4 formed by the interaction of silicon oxide, which is part of granodiorite, with limestone and gypsum have a high hydraulic activity, which significantly reduces the setting time. Based on the content in granodiorite of 67.59% SiO 2 and 14.99% Al 2 O 3 (per calcined substance) in the proposed technical solution, the content of limestone and gypsum for the formation of the required quantities of sulfosilicate sulfosilicate in accordance with the reactions: 3СаО + 3Al 2 O 3 + CaSO 4 = 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4
4СаО+2SiO2+CaSO4=4CaO·2SiO2·CaSO4 4CaO + 2SiO 2 + CaSO 4 = 4CaO · 2SiO 2 · CaSO 4
составляет 46,00-53,60 мас.% и 23,40-34,00 мас.%, соответственно. В результате обжига основными минералами являются сульфоалюминат и сульфосиликат кальция и небольшие количества ангидрита, четырехкальциевого алюмоферрита. А затем в результате гидратации основными соединениями являются эттрингит и гидросиликат кальция. Таким образом, проведенные авторами исследования показали, что при использовании в качестве силикатной добавки легкоплавкого гранодиорита можно получить цемент, обладающий высокой прочностью и быстрым сроком схватывания.is 46.00-53.60 wt.% and 23.40-34.00 wt.%, respectively. As a result of firing, the main minerals are sulfoaluminate and calcium sulfosilicate and small amounts of anhydrite, tetra-calcium aluminoferrite. And then, as a result of hydration, the main compounds are ettringite and calcium hydrosilicate. Thus, the studies conducted by the authors showed that when using fusible granodiorite as a silicate additive, cement with high strength and fast setting time can be obtained.
В таблице представлены значения прочности на сжатие через 28 суток после твердения цемента при Н.У.The table shows the values of compressive strength after 28 days after hardening of cement at N.U.
Способ получения сульфатированного цемента с использованием предлагаемой сырьевой смеси может быть осуществлен следующим образом. Берут исходную сырьевую смесь, состоящую, мас.%:A method of producing sulfated cement using the proposed raw mix can be carried out as follows. Take the initial raw material mixture, consisting, wt.%:
Компоненты тщательно перемешивают в шаровой мельнице до однородной массы. Затем увлажняют 3%-ным раствором поливинилового спирта, добавляемого в количестве от 3-х до 5-ти % от общей массы смеси. После чего брикетируют при давлении 50 МПа в цилиндры Ø 3 см. Далее брикеты сушат при комнатной температуре. После сушки брикеты помещают в силитовую печь и поднимают температуру со скоростью 350-400°С/ч до температуры 1160-1280°C и выдерживают 60-70 мин. Затем охлаждают брикеты до комнатной температуры. Далее охлажденный продукт поступает на помол до удельной поверхности 2800-3500 см2/г. Полученный порошок затворяют водой в отношении в/ц=0,24-0,27; формуют образцы в форме кубиков 2×2×2 см и помещают твердеть в нормально-влажностные условия. Цемент обладает быстрыми сроками схватывания - начало схватывания 6-10 мин, конец схватывания - 12-20 мин. По истечении 28 суток твердения измеряют прочность на сжатие.The components are thoroughly mixed in a ball mill to a homogeneous mass. Then moisturize with a 3% solution of polyvinyl alcohol, added in an amount of from 3 to 5% of the total weight of the mixture. Then they are briquetted at a pressure of 50 MPa into cylinders Ø 3 cm. Next, the briquettes are dried at room temperature. After drying, the briquettes are placed in a silica furnace and the temperature is raised at a speed of 350-400 ° C / h to a temperature of 1160-1280 ° C and held for 60-70 minutes. Then the briquettes are cooled to room temperature. Next, the chilled product enters the grinding to a specific surface of 2800-3500 cm 2 / g The resulting powder is shut with water in a ratio w / c = 0.24-0.27; form samples in the form of cubes 2 × 2 × 2 cm and place to harden in normal humidity conditions. Cement has a quick setting time - the start of setting is 6-10 minutes, the end of setting is 12-20 minutes. After 28 days of hardening, compressive strength is measured.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами. В примерах авторами был использован гранодиорит, добываемый на месторождении на станции Северка, Свердловская область.The proposed technical solution is illustrated by the following examples. In the examples, the authors used granodiorite mined at the field at Severka station, Sverdlovsk region.
Пример 1. Берут сырьевую смесь состава: гранодиорит - 200 г (мас.% 20); двуводный гипс - 340 г (мас.% 34); известняк - 460 г (мас.% 46). Компоненты тщательно перемешивают в шаровой мельнице до однородной массы. Затем увлажняют 3%-ным раствором поливинилового спирта, добавляемого в количестве 3-х % от общей массы смеси. После чего брикетируют при давлении 50 МПа в цилиндры Ø 3 см. Далее брикеты сушат при комнатной температуре. После сушки брикеты помещают в силитовую печь и поднимают температуру со скоростью 350°С/ч до температуры 1280°C и выдерживают 70 мин. Затем охлаждают брикеты до комнатной температуры. Далее охлажденный продукт поступает на помол до удельной поверхности 3200 см2/г. Полученный порошок затворяют водой в отношении в/ц=0,24; формуют образцы в форме кубиков 2×2×2 см и помещают твердеть в нормально-влажностные условия. По истечении 28 суток прочность на сжатие равна 43,83 (начало схватывания 10 мин, конец схватывания 20 мин).Example 1. Take the raw mix of the composition: granodiorite - 200 g (wt.% 20); two-water gypsum - 340 g (wt.% 34); limestone - 460 g (wt.% 46). The components are thoroughly mixed in a ball mill to a homogeneous mass. Then moisturize with a 3% solution of polyvinyl alcohol, added in an amount of 3% of the total weight of the mixture. Then they are briquetted at a pressure of 50 MPa into cylinders Ø 3 cm. Next, the briquettes are dried at room temperature. After drying, the briquettes are placed in a silica furnace and the temperature is raised at a rate of 350 ° C / h to a temperature of 1280 ° C and held for 70 minutes. Then the briquettes are cooled to room temperature. Next, the chilled product enters the grinding to a specific surface of 3200 cm 2 / g The resulting powder is shut with water in a ratio w / c = 0.24; form samples in the form of cubes 2 × 2 × 2 cm and place to harden in normal humidity conditions. After 28 days, the compressive strength is 43.83 (start of setting 10 minutes, end of setting 20 minutes).
Пример 2. Берут сырьевую смесь состава: гранодиорит - 230 г (мас.% 23); двуводный гипс - 234 г (мас.% 23,40); известняк - 536 г (мас.% 53,6). Компоненты тщательно перемешивают в шаровой мельнице до однородной массы. Затем увлажняют 3%-ным раствором поливинилового спирта, добавляемого в количестве 5-ти % от общей массы смеси. После чего брикетируют при давлении 50 МПа в цилиндры Ø 3 см. Далее брикеты сушат при комнатной температуре. После сушки брикеты помещают в силитовую печь и поднимают температуру со скоростью 400°С/ч до температуры 1160°C и выдерживают 60 мин. Затем охлаждают брикеты до комнатной температуры. Далее охлажденный продукт поступает на помол до удельной поверхности 3300 см2/г. Полученный порошок затворяют водой в отношении в/ц=0,27; формуют образцы в форме кубиков 2×2×2 см и помещают твердеть в нормально-влажностные условия. По истечении 28 суток прочность на сжатие равна 58,61 (начало схватывания 6 минут, конец схватывания 12 минут).Example 2. Take the raw mix of the composition: granodiorite - 230 g (wt.% 23); two-water gypsum - 234 g (wt.% 23,40); limestone - 536 g (wt.% 53.6). The components are thoroughly mixed in a ball mill to a homogeneous mass. Then moisturize with a 3% solution of polyvinyl alcohol, added in an amount of 5% of the total weight of the mixture. Then they are briquetted at a pressure of 50 MPa into cylinders Ø 3 cm. Next, the briquettes are dried at room temperature. After drying, the briquettes are placed in a silica furnace and the temperature is raised at a rate of 400 ° C / h to a temperature of 1160 ° C and held for 60 minutes. Then the briquettes are cooled to room temperature. Next, the chilled product enters the grinding to a specific surface of 3300 cm 2 / g The resulting powder is shut with water in a ratio w / c = 0.27; form samples in the form of cubes 2 × 2 × 2 cm and place to harden in normal humidity conditions. After 28 days, the compressive strength is 58.61 (start of setting 6 minutes, end of setting 12 minutes).
Таким образом, авторами предлагается сырьевая смесь для сульфатированного цемента, обеспечивающая получение цемента, имеющего высокую прочность на сжатие, быстрый срок схватывания. При этом полученный цемент быстро набирает прочность без растрескивания и может быть использован для сухих растворных смесей.Thus, the authors propose a raw mix for sulfated cement, providing cement having high compressive strength, fast setting time. At the same time, the resulting cement quickly gains strength without cracking and can be used for dry mortar mixtures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130814/03A RU2569657C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Raw mix for sulphated cement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014130814/03A RU2569657C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Raw mix for sulphated cement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2569657C1 true RU2569657C1 (en) | 2015-11-27 |
Family
ID=54753581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014130814/03A RU2569657C1 (en) | 2014-07-24 | 2014-07-24 | Raw mix for sulphated cement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2569657C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116354628A (en) * | 2023-03-20 | 2023-06-30 | 重庆大学 | Method for preparing calcium silicate-calcium sulfoaluminate cement |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1616868A1 (en) * | 1988-07-12 | 1990-12-30 | Сибирский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цементной Промышленности | Binder |
| RU2000283C1 (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-07 | Казанский домостроительный комбинат | Binder |
| RU2125545C1 (en) * | 1997-02-26 | 1999-01-27 | Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Binding agent |
| JP2005035805A (en) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Toomasu:Kk | Water-repellent cement composition |
| RU2288899C1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-12-10 | Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук | Dunite cement |
| RU2466108C2 (en) * | 2011-01-21 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Binder |
-
2014
- 2014-07-24 RU RU2014130814/03A patent/RU2569657C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1616868A1 (en) * | 1988-07-12 | 1990-12-30 | Сибирский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Цементной Промышленности | Binder |
| RU2000283C1 (en) * | 1992-03-04 | 1993-09-07 | Казанский домостроительный комбинат | Binder |
| RU2125545C1 (en) * | 1997-02-26 | 1999-01-27 | Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Binding agent |
| JP2005035805A (en) * | 2003-07-15 | 2005-02-10 | Toomasu:Kk | Water-repellent cement composition |
| RU2288899C1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-12-10 | Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук | Dunite cement |
| RU2466108C2 (en) * | 2011-01-21 | 2012-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) | Binder |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116354628A (en) * | 2023-03-20 | 2023-06-30 | 重庆大学 | Method for preparing calcium silicate-calcium sulfoaluminate cement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2715583C1 (en) | Binder based on calcium alumino-silicate derivatives for construction materials | |
| Doleželová et al. | Effect of high temperatures on gypsum-based composites | |
| RU2513572C2 (en) | Hydraulic binding agent based on sulfo-aluminous clinker and portland cement clinker | |
| CA2922773C (en) | Calcium sulfoaluminate composite binders | |
| Garg et al. | Waste gypsum from intermediate dye industries for production of building materials | |
| Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
| MXPA04010946A (en) | Rapid setting cementitious composition. | |
| KR20140027981A (en) | Cementitious binders containing pozzolanic materials | |
| RU2387607C2 (en) | Additive for modification of gypsum binders, construction mortars and concretes on their basis | |
| Kryvenko et al. | Decorative multi-component alkali activated cements for restoration and finishing works | |
| JP6137850B2 (en) | Hydraulic composition | |
| US20140144350A1 (en) | Hydraulic binder | |
| ES2615899T3 (en) | Hydraulic mixture comprising aggregates of vegetable origin and method of preparing concrete or mortar from said mixture | |
| RU2014138999A (en) | METHOD FOR PRODUCING CEMENT, mortars, concrete compositions containing fillers based on calcium carbonate, Organosilicon substance, the aforementioned "mixed filler" processed superplasticizer OBTAINED cement composition and cement materials and their application | |
| RU2260572C1 (en) | Additive for modification of gypseous bindings, building mortars and concretes prepared on their base | |
| CA2873978A1 (en) | Rapid hydraulic binder comprising a calcium salt | |
| WO2021164798A1 (en) | Blended cement | |
| RU2569657C1 (en) | Raw mix for sulphated cement | |
| RU2379240C1 (en) | Cement of low water demand and method of making thereof | |
| KR20150072052A (en) | Mortar composition for building comprising desulfurized gypsum hemihydrate | |
| RU2426702C1 (en) | Composition gypsum binder | |
| JP6703446B2 (en) | Fast-setting admixture and cement composition | |
| RU2536535C1 (en) | Concrete mixture | |
| DK2664597T3 (en) | Binder blend and dry mortar composition | |
| JP7312385B1 (en) | Method for producing concrete composition and method for producing concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180725 |