RU2616203C1 - Construction material - Google Patents

Construction material Download PDF

Info

Publication number
RU2616203C1
RU2616203C1 RU2016105195A RU2016105195A RU2616203C1 RU 2616203 C1 RU2616203 C1 RU 2616203C1 RU 2016105195 A RU2016105195 A RU 2016105195A RU 2016105195 A RU2016105195 A RU 2016105195A RU 2616203 C1 RU2616203 C1 RU 2616203C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cement
mixing
manganese
solution
construction material
Prior art date
Application number
RU2016105195A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Викторович Викторов
Николай Иванович Горбунов
Татьяна Петровна Сирина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ")
Priority to RU2016105195A priority Critical patent/RU2616203C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616203C1 publication Critical patent/RU2616203C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

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

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: construction material comprises cement, a mixing, a filling. As a mixing, it contains technological solutions resulting from the processing of carbonate manganese-containing raw materials by the hydrochloric acid method with the salinity 50÷150 g/l and the pH=10-10.3 at the following ratio, wt %: cement 14÷16, the mixing 6.25÷10.4, the rest is the filling.
EFFECT: providing the construction material obtaining safety, simplification of its production, improvement of ecological environment.
1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам строительных растворов и бетонов, в состав которых входят отходы производства.The invention relates to the construction materials industry, and in particular to compositions of mortars and concrete, which include production waste.

Известен строительный материал, содержащий цемент и в качестве затворителя воду (Ванюа М. Цементы и бетоны в строительстве. М.: Стройиздат, 1980, с. 69-92).Known is a building material containing cement and water as a substitute (Vanyua M. Cements and concrete in construction. M: Stroyizdat, 1980, pp. 69-92).

Недостатком указанного состава являются замедленные сроки схватывания, так как при затворении цемента водой процессы гидратации его минералов и последующего набора прочности происходят медленно. Так, нормативный возраст достижения марочной прочности бетона, находящегося в нормальных условиях (температура 20°С и влажность более 95%), составляет 28 суток, что в современных условиях считается неприемлемым.The disadvantage of this composition is the delayed setting time, since when mixing cement with water, the hydration processes of its minerals and the subsequent set of strength occur slowly. So, the standard age for achieving the brand strength of concrete under normal conditions (temperature 20 ° C and humidity more than 95%) is 28 days, which is considered unacceptable in modern conditions.

Уменьшает этот недостаток наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому строительный материал, содержащий цемент и затворитель в виде водного раствора плавиковой кислоты с концентрацией кислоты в пределах 0,25÷1,5% (патент РФ №2467969. Химическая добавка для ускорения твердения цемента. МПК С22В 22/08 от 10.09.2012).Reduces this drawback closest to the technical essence and the achieved effect of the proposed building material containing cement and a grout in the form of an aqueous solution of hydrofluoric acid with an acid concentration in the range of 0.25 ÷ 1.5% (RF patent No. 2467969. Chemical additive to accelerate hardening of cement IPC С22В 22/08 from 09/10/2012).

Недостатками наиболее близкого аналога являются опасные условия работы, сложный и вредный процесс получения затворителя, загрязнения окружающей среды. Плавиковую кислоту получают из минерального сырья - плавикового шпата при обработки его серной кислотой с дальнейшей переработкой по сложной экологически опасной технологии.The disadvantages of the closest analogue are hazardous working conditions, a complex and harmful process for producing a cinder, environmental pollution. Hydrofluoric acid is obtained from mineral raw materials - fluorspar when it is treated with sulfuric acid and further processed using complex environmentally hazardous technology.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение безопасности получения строительного материала, упрощение его производства, улучшение экологической обстановки окружающей среды.The task of the invention is to remedy these drawbacks, namely, ensuring the safety of obtaining building material, simplifying its production, improving the ecological environment.

Поставленная задача решается тем, что строительный материал, включающий цемент, затворитель, заполнитель, согласно предлагаемому решению в качестве затворителя он содержит техногенный раствор, образующийся в результате переработки карбонатного маргацевосодержащего сырья по солянокислотному методу с рН=10÷10,3, с солесодержанием 50÷150 г/л при следующем соотношении компонентов, масс. %:The problem is solved in that the building material, including cement, grout, aggregate, according to the proposed solution, as a grinder, it contains a technogenic solution resulting from the processing of carbonate manganese-containing raw materials by the hydrochloric acid method with pH = 10 ÷ 10.3, with a salinity of 50 ÷ 150 g / l in the following ratio of components, mass. %:

цементcement 14÷1614 ÷ 16 затворительcoater 6,25÷10,46.25 ÷ 10.4 заполнительaggregate остальноеrest

Переработка карбонатных марганцевых руд или концентратов включает выщелачивание марганца растворами соляной кислоты с последующим осаждением марганца из полученного раствора известковым молоком:The processing of carbonate manganese ores or concentrates includes leaching of manganese with hydrochloric acid solutions, followed by precipitation of manganese from the resulting solution with milk of lime:

MnCO3+2HCl=MnCl2+H2O+CO2 MnCO 3 + 2HCl = MnCl 2 + H 2 O + CO 2

MnCl2+Са(ОН)2=Mn(ОН)2+CaCl2 MnCl 2 + Ca (OH) 2 = Mn (OH) 2 + CaCl 2

Таким образом, получается осадок марганцевого концентрата Mn(ОН)2 и отход - раствор соли CaCl2. Помимо этого в растворах содержится незначительное количество примесей марганца (примерно 0,08 г/л).Thus, a precipitate of manganese concentrate Mn (OH) 2 and the waste is a solution of CaCl 2 salt. In addition, the solutions contain a small amount of manganese impurities (approximately 0.08 g / l).

После отделения осадка марганцевого концентрата маточные растворы и растворы после его промывки имеют высокое солесодержание раствора хлористого кальция - 50÷150 г/л.After separation of the precipitate of manganese concentrate, the mother liquors and solutions after washing have a high salt content of a solution of calcium chloride - 50 ÷ 150 g / l.

Использование техногенного раствора с содержанием от переработки марганцесодержащего сырья по солянокислотному методу технологии позволяет улучшить экологию окружающей среды и устранить свойственное наиболее близкому аналогу вредное влияние плавиковой кислоты на обслуживающий персонал.The use of a technogenic solution with the content from the processing of manganese-containing raw materials using the hydrochloric acid method of technology allows improving the environmental ecology and eliminating the harmful effect of hydrofluoric acid inherent to the closest analogue on the staff.

Концентрация солей в этих растворах определяется оптимальными параметрами технологических процессов переработки исходного марганцесодержащего сырья и количеством циклов оборота растворов. Такие техногенные растворы не подлежат сбросу в окружающую среду из-за высокого солесодержания и высокого показателя рН=10-10,3 и остаточного содержания марганца - до 5 мг/л, т.е. этот раствор существуют как отход, требующий утилизации.The concentration of salts in these solutions is determined by the optimal parameters of the technological processes of processing the initial manganese-containing raw materials and the number of cycles of turnover of solutions. Such man-made solutions are not subject to discharge into the environment due to the high salt content and high pH = 10-10.3 and a residual manganese content of up to 5 mg / l, i.e. this solution exists as waste requiring disposal.

Увеличение количества затворителя более 10,4 масс. % приводит к снижению прочностных свойств строительного материала в связи с чрезмерно жидкой консистенцией смеси, уменьшение его менее 6,25 масс. % приводит к недостаточному количеству жидкой фазы для смачивания сухих ингредиентов.The increase in the amount of cinder more than 10.4 mass. % leads to a decrease in the strength properties of the building material due to the excessively liquid consistency of the mixture, a decrease of less than 6.25 mass. % leads to an insufficient amount of liquid phase to wet the dry ingredients.

Увеличение количества цемента в материале более 16 масс. % нецелесообразно, т.к. это приведет к перерасходу цемента и возникновению в материале трещин, уменьшение его менее 14 масс. % приводит к снижению прочности ввиду невозможности склеивания компонентов.The increase in the amount of cement in the material is more than 16 mass. % impractical because this will lead to overuse of cement and the appearance of cracks in the material, reducing it to less than 14 masses. % leads to a decrease in strength due to the impossibility of bonding components.

Использование техногенного раствора с рН менее 10 ведет к уменьшению прочности строительного материала, а использование раствора с рН более 10,3 невозможно получить технологически.The use of a technogenic solution with a pH of less than 10 leads to a decrease in the strength of the building material, and the use of a solution with a pH of over 10.3 cannot be obtained technologically.

Строительный материал получают следующим образом.Building material is obtained as follows.

Вначале смешивают отдозированные сухие ингредиенты, а именно цемент и заполнитель, в течение примерно 60 секунд в механической мешалке. После этого вводят заявленное количество затворителя и снова перемешивают в той же мешалке в течение 5 минут. После перемешивания производят выгрузку из мешалки полученной готовой смеси.First, the metered dry ingredients, namely cement and aggregate, are mixed for about 60 seconds in a mechanical stirrer. After that, the claimed amount of curing agent is introduced and again mixed in the same mixer for 5 minutes. After mixing, the resulting mixture is unloaded from the mixer.

Согласно предлагаемому решению были приготовлены строительные материалы - бетонные смеси, содержащие портландцемент марки 400 Коркинского цементного завода и наполнитель - песок и щебень. В качестве затворителя применялись техногенные растворы от переработки марганцесодержащего сырья с содержанием раствора хлористого кальция 50÷150 г/л и марганца до 0,005 г/л. Из полученных смесей были изготовлены образцы - кубики с размером ребра 0,1 м. Часть этих образцов подвергли пропарке, а другую часть оставили на 28 суток для твердения. Затем были проведены испытания на прочность. Для сравнения были получены аналогичные образцы по способу, в котором в качестве затворителя использовалась вода.According to the proposed solution, building materials were prepared - concrete mixtures containing Portland cement grade 400 of the Korkinsky cement plant and a filler - sand and gravel. Technogenic solutions from the processing of manganese-containing raw materials with a content of a solution of calcium chloride of 50 ÷ 150 g / l and manganese up to 0.005 g / l were used as a hardener. Samples — cubes with an edge size of 0.1 m — were made from the mixtures obtained. Some of these samples were steamed, and the other part was left for 28 days for hardening. Then, strength tests were carried out. For comparison, similar samples were obtained by the method in which water was used as a capping agent.

Данные испытания сведены в таблицу.The test data are summarized in table.

Предлагаемый строительный материал найдет применение при производстве строительных материалов и бетонных смесей при использовании отходов производства с улучшением окружающей среды.The proposed building material will find application in the production of building materials and concrete mixtures when using waste products with improved environment.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

Строительный материал, включающий цемент, затворитель, заполнитель, отличающийся тем, что в качестве затворителя он содержит техногенный раствор, образующийся от переработки карбонатного маргацевосодержащего сырья по солянокислотному методу с рН=10÷10,3, с солесодержанием 50÷150 г/л при следующем соотношении компонентов, масс. %:Building material, including cement, grout, aggregate, characterized in that it contains a technogenic solution as a grinder resulting from the processing of carbonate manganese-containing raw materials by the hydrochloric acid method with pH = 10 ÷ 10.3, with a salinity of 50 ÷ 150 g / l in the following the ratio of components, mass. %: цементcement 14÷1614 ÷ 16 затворительcoater 6,25÷10,46.25 ÷ 10.4 заполнительaggregate остальноеrest
RU2016105195A 2016-02-16 2016-02-16 Construction material RU2616203C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105195A RU2616203C1 (en) 2016-02-16 2016-02-16 Construction material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105195A RU2616203C1 (en) 2016-02-16 2016-02-16 Construction material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616203C1 true RU2616203C1 (en) 2017-04-13

Family

ID=58642808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016105195A RU2616203C1 (en) 2016-02-16 2016-02-16 Construction material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616203C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5022020A (en) * 1973-06-27 1975-03-08
SU1260345A1 (en) * 1985-02-25 1986-09-30 Литовский Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры Raw mixture for producing binder
RU2099304C1 (en) * 1995-11-14 1997-12-20 Акционерное общество открытого типа Уральский научно-исследовательский центр по архитектуре и строительству Dry mix for mortar
UA34906U (en) * 2008-04-02 2008-08-26 Владимир Иванович Большаков Building mortar
RU2467969C2 (en) * 2011-03-03 2012-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Chemical additive for accelerating cement hardening

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5022020A (en) * 1973-06-27 1975-03-08
SU1260345A1 (en) * 1985-02-25 1986-09-30 Литовский Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры Raw mixture for producing binder
RU2099304C1 (en) * 1995-11-14 1997-12-20 Акционерное общество открытого типа Уральский научно-исследовательский центр по архитектуре и строительству Dry mix for mortar
UA34906U (en) * 2008-04-02 2008-08-26 Владимир Иванович Большаков Building mortar
RU2467969C2 (en) * 2011-03-03 2012-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Chemical additive for accelerating cement hardening

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103043985B (en) Titanium gypsum composite binding material and preparation method thereof
CN109231867A (en) A kind of efficient compound calcium sulphate retarder and preparation method thereof
CN108178580A (en) Mixing pile and rotary churning pile curing agent
CN112429982A (en) Cementing material and mortar material based on wet-based alkaline residue-wet-based carbide slag and preparation method thereof
CN109503022A (en) A kind of concrete accelerator of environment-friendly and green
RU2616203C1 (en) Construction material
KR101324548B1 (en) Cement composition using cement admixtures for enhancing compressive strength
RU2373171C2 (en) Method for production of construction mortar
CN109336442B (en) Cement early strength agent and use method thereof
CN110240433B (en) Composite cement additive, composite cement-based material and preparation method thereof
RU2604693C1 (en) METHOD OF PRODUCING ARTIFICIAL FLUORSPAR (CaF2) FROM PHOSPHORIC ACID PRODUCTION WASTES (PHOSPHOGYPSUM) FOR USE IN MAKING CEMENT
RU2616309C1 (en) Method for producing construction material
CN112573853A (en) Titanium gypsum-based full-solid waste cementing material excitant and preparation method thereof
CN106478041A (en) A kind of preparation method of early-strength ardealite based cementitious material
SU1694528A1 (en) Ram mix for producing arbolite
CN106746791B (en) Alkali-activated barium slag powder and preparation method and application thereof
RU2207998C1 (en) Additive for cement-containing mixtures
RU2806076C1 (en) Method for manufacturing raw materials for obtaining man-made anhydrite binder
RU2245865C2 (en) Cellular concrete mixture and method for production the same
CN104261778B (en) A kind of calcareous composition board of wood chip and its preparation method
RU2266877C1 (en) Building mix and method of preparation of such mix
RU2635420C1 (en) Plastifying additive for building solutions
RU2290375C1 (en) Complex additive for building mix
CN107382122A (en) A kind of cement concrete liquid additive
RU2433974C1 (en) Concrete mixture

Legal Events

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

Effective date: 20190217