RU2716661C1 - Hybrid cement - Google Patents

Hybrid cement Download PDF

Info

Publication number
RU2716661C1
RU2716661C1 RU2019128845A RU2019128845A RU2716661C1 RU 2716661 C1 RU2716661 C1 RU 2716661C1 RU 2019128845 A RU2019128845 A RU 2019128845A RU 2019128845 A RU2019128845 A RU 2019128845A RU 2716661 C1 RU2716661 C1 RU 2716661C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
portland cement
phosphogypsum
superplasticizer
melflux
Prior art date
Application number
RU2019128845A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Михайловна Смирнова
Владимир Юрьевич Бажин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
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 образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2019128845A priority Critical patent/RU2716661C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716661C1 publication Critical patent/RU2716661C1/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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Abstract

FIELD: construction; chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to compositions of hybrid binder based on ground granulated metallurgical slag and can be used in underground, transport and civil construction for making concrete. Binder including ground granulated blast-furnace slag, phosphogypsum, portland cement clinker, unslaked lime, mineral additive – schungizite with content of microparticles smaller than 50 mcm more than 90 % and superplasticizer MELFLUX 2651F at the following component ratio, wt%: granulated blast-furnace slag 80.1–84.2, quick lime 6.5–7.8, portland cement clinker 6.7–7.4, schungizite 2.0–3.5, superplasticizer MELFLUX 2651F 0.4–0.8, phosphogypsum is the rest.
EFFECT: technical result is to create a binder with reduced water demand with high strength and frost resistance.
1 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к составам гибридных вяжущих на основе молотого гранулированного металлургического шлака и может быть использовано в подземном, транспортном и гражданском строительстве для изготовления цементных бетонов.The invention relates to compositions of hybrid binders based on ground granular metallurgical slag and can be used in underground, transport and civil engineering for the manufacture of cement concrete.

Известно вяжущее (авторское свидетельство СССР №697429, опубл. 15.11.79), состоящее из гранулированного доменного шлака, соединений щелочных металлов и молотого шамота при следующем соотношении компонентов, мас. %: гранулированный шлак 20-60, молотый шамот 36-72, соединения щелочных металлов 4-8.Known astringent (USSR author's certificate No. 697429, publ. 15.11.79), consisting of granulated blast furnace slag, compounds of alkali metals and ground fireclay in the following ratio of components, wt. %: granulated slag 20-60, ground fireclay 36-72, alkali metal compounds 4-8.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности вяжущего и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.The disadvantage of this composition is the lack of strength at the age of 28 days and low frost resistance due to the increased water demand of the binder and the presence of micro- and macropores in the structure of the hardened stone.

Известно вяжущее (патент RU 2329980, опубл. 27.07.2008), включающее доменный шлак, портландцемент, гипс, волокнистый силикат магния и дополнительно соду при следующем соотношении компонентов, мас. %: доменный шлак 50,0-59,0, портландцемент 35,0-45,0, гипс 3,5-4,5, волокнистый силикат магния 0,5-1,0, сода 0,5-1,0.Known binder (patent RU 2329980, publ. 07.27.2008), including blast furnace slag, Portland cement, gypsum, fibrous magnesium silicate and additionally soda in the following ratio, wt. %: blast furnace slag 50.0-59.0, Portland cement 35.0-45.0, gypsum 3.5-4.5, fibrous magnesium silicate 0.5-1.0, soda 0.5-1.0.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.The disadvantage of this composition is the insufficient strength at the age of 28 days and low frost resistance due to increased water demand and the presence of micro- and macropores in the structure of hardened stone.

Известно вяжущее (Патент RU 2448063, опубл. 20.04.2012), включающее шлаковый компонент, двуводный гипс, активизатор, в котором в качестве шлакового компонента используют шлакопортландцемент, в качестве активизатора - горный песок состава, мас. %: Al2P3 9,8-11,0; СаО 11,3-13,7; SiO2 34,1-39,9; FeO+Fe2O3 12,8-36,1; MgO 5,7; P2O 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. %: Al2O3 12,2; СаО 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. %: гипс двуводный 1,5-3; хлорид кальция 2-3; горный песок 4; шлакопортландцемент 42-44; зола - остальное, при этом смесь измельчают до тонкости помола менее 350 м2/кг.Known binder (Patent RU 2448063, publ. 04/20/2012), including a slag component, two-water gypsum, an activator, in which slag Portland cement is used as a slag component, mountain sand of the composition, wt. %: Al 2 P 3 9.8-11.0; CaO 11.3-13.7; SiO 2 34.1-39.9; FeO + Fe 2 O 3 12.8-36.1; MgO 5.7; P 2 O 1.7-22; Na 2 O 3 + K 2 O 1.3-3.2; P.P.P. 8.5-15.0; additionally contains an antifrosty additive - calcium chloride, ash of the thermal power plant composition, wt. %: Al 2 O 3 12.2; CaO 3; SiO 2 34.9; FeO 1.9; Fe 2 O 3 4,2; MgO = 1.5; P 0.20; S 0.30; (Na 2 O + K 2 O) 0.96; P.P.P. 40.84 in the following ratio of components, wt. %: gypsum two-water 1.5-3; calcium chloride 2-3; mountain sand 4; slag Portland cement 42-44; ash - the rest, while the mixture is ground to a fineness of grinding less than 350 m 2 / kg

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.The disadvantage of this composition is the lack of strength at the age of 28 days and low frost resistance due to increased water demand and the presence of micro- and macropores in the structure of hardened stone.

Известно вяжущее (авторское свидетельство СССР №695981, опубл. 05.11.79), следующего состава, мас. %: молотый доменный шлак 10-40; гипс 2-10; молотый конвертерный шлак - остальное.Known astringent (USSR author's certificate No. 695981, publ. 05.11.79), the following composition, wt. %: ground blast furnace slag 10-40; gypsum 2-10; ground converter slag - the rest.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности вяжущего.The disadvantage of this composition is the lack of strength at the age of 28 days and low frost resistance due to the increased water demand of the binder.

Известно вяжущее (патент RU 2476392, опуб. 27.02.2013), принятое за прототип, включающее, молотый шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер при следующем соотношении компонентов, мас. %: молотый гранулированный доменный шлак 48,3-56,0, молотый конвертерный шлак 8,4-13,2, фосфогипс 35,6-38,5, портландцементный клинкер 5% от суммы вышеуказанных компонентов.Known binder (patent RU 2476392, publ. 02.27.2013), adopted as a prototype, including ground slag, phosphogypsum, Portland cement clinker in the following ratio of components, wt. %: ground granulated blast furnace slag 48.3-56.0, ground converter slag 8.4-13.2, phosphogypsum 35.6-38.5, Portland cement clinker 5% of the sum of the above components.

Недостатком данного состава является недостаточная прочность в возрасте 28 суток и низкая морозостойкость из-за повышенной водопотребности вяжущего и наличия микро- и макропор в структуре затвердевшего камня.The disadvantage of this composition is the lack of strength at the age of 28 days and low frost resistance due to the increased water demand of the binder and the presence of micro- and macropores in the structure of the hardened stone.

Техническим результатом является создание вяжущего пониженной водопотребности, с повышенной прочностью и морозостойкостью за счет значительного снижения водопотребности вяжущего и снижения пористости затвердевшего камня при использовании суперпластификатора и минеральной добавки.The technical result is the creation of a binder with reduced water demand, with increased strength and frost resistance due to a significant reduction in the water demand of the binder and a decrease in the porosity of the hardened stone when using superplasticizer and mineral additives.

Технический результат достигается тем, что дополнительно содержит известь негашеную, минеральную добавку шунгизит с содержанием микрочастиц размером менее 50 мкм более 90% и суперпластификатор MELFLUX 2651F, а в качестве молотого шлака используют гранулированный доменный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved by the fact that it additionally contains quicklime, a mineral additive shungizite with a microparticle content of less than 50 microns larger than 90% and superplasticizer MELFLUX 2651F, and granulated blast furnace slag is used as ground slag in the following ratio of components, wt. %:

гранулированный доменный шлакgranulated blast furnace slag 80,1-84,280.1-84.2 известь негашенаяquicklime 6,5-7,86.5-7.8 портландцементный клинкерportland cement clinker 6,7-7,46.7-7.4 шунгизитschungizitis 2,0-3,52.0-3.5 суперпластификатор MELFLUX 2651Fsuperplasticizer MELFLUX 2651F 0,4-0,80.4-0.8 фосфогипсphosphogypsum остальноеrest

Заявляемый состав гибридного цемента включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие:The inventive composition of hybrid cement includes the following reagents and commercial products containing them:

- гранулированный доменный шлак Череповецкого металлургического завода по ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменный и электротермофосфорный гранулированные для производства цементов». Химический состав шлака представлен в таблице 1;- granulated blast furnace slag of the Cherepovets Metallurgical Plant in accordance with GOST 3476-74 “Granulated blast furnace and electrothermophosphoric slags for cement production”. The chemical composition of the slag is presented in table 1;

Figure 00000001
Figure 00000001

- известь негашеная кальциевая 1 сорта по ГОСТ 9179-77 «Известь строительная. Технические условия»;- quicklime calcium grade 1 according to GOST 9179-77 "Building lime. Technical conditions ";

- портландцементный клинкер по ГОСТ 30515-2013. Химический состав клинкера представлен в таблице 2;- Portland cement clinker according to GOST 30515-2013. The chemical composition of clinker is presented in table 2;

Figure 00000002
Figure 00000002

- фосфогипс по ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия»;- phosphogypsum according to GOST 125-79 “Plaster binders. Technical conditions ";

- шунгизит по ГОСТ Р 56592-2015 «Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия». Электронные микроснимки частиц шунгизита, подтверждающие развитую систему нанопор в частицах, представлены в работе [1].- schungizite according to GOST R 56592-2015 “Mineral additives for concrete and mortar. General specifications. " Electronic micrographs of shungizite particles, confirming the developed system of nanopores in particles, are presented in [1].

- суперпластификатор MELFLUX 2651F по ГОСТ 24211-2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия»- MELFLUX 2651F superplasticizer according to GOST 24211-2008 “Additives for concrete and mortar. General specifications "

Гранулометрические составы шунгизита были определены с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц MicroSizer 201.Granulometric compositions of schungizite were determined using a MicroSizer 201 laser particle size diffraction analyzer.

Для определения свойств гибридного цемента были изготовлены и испытаны образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии» и ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».To determine the properties of hybrid cement, samples were made and tested in accordance with the requirements of GOST 310.4-81 “Cements. Methods for determining the tensile strength in bending and compression "and GOST 10060-2012" Concrete. Methods for determining frost resistance. "

В таблице 3 приведены составы и свойства гибридного цемента в сравнении с прототипом.Table 3 shows the compositions and properties of hybrid cement in comparison with the prototype.

Figure 00000003
Figure 00000003

Предлагаемый гибридный цемент позволяет получить бетон с пониженной водопотребностью, более высокой прочностью на сжатие и маркой по морозостойкости. В сравнении с прототипом водопотребность гибридного цемента снижается с 32,3% до 20,9%, прочность на сжатие повышается с 31,2 до 49,7 МПа, т.е. на 59% и марка по морозостойкости повышается на несколько ступеней.The proposed hybrid cement allows to obtain concrete with reduced water demand, higher compressive strength and frost resistance grade. Compared with the prototype, the water demand of hybrid cement is reduced from 32.3% to 20.9%, the compressive strength is increased from 31.2 to 49.7 MPa, i.e. by 59% and the frost resistance mark is increased by several steps.

Claims (2)

Гибридный цемент, включающий молотый шлак, фосфогипс, портландцементный клинкер, отличающийся тем, что дополнительно содержит известь негашеную, минеральную добавку - шунгизит с содержанием микрочастиц размером менее 50 мкм более 90% и суперпластификатор MELFLUX 2651F, а в качестве молотого шлака используют гранулированный доменный шлак, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Hybrid cement, including ground slag, phosphogypsum, Portland cement clinker, characterized in that it additionally contains quicklime, a mineral additive - schungizite with a microparticle size of less than 50 microns more than 90% and superplasticizer MELFLUX 2651F, and granulated blast furnace slag is used as ground slag. in the following ratio of components, wt. %: гранулированный доменный шлакgranulated blast furnace slag 80,1-84,280.1-84.2 известь негашенаяquicklime 6,5-7,86.5-7.8 портландцементный клинкерportland cement clinker 6,7-7,46.7-7.4 шунгизитschungizitis 2,0-3,52.0-3.5 суперпластификатор MELFLUX 2651Fsuperplasticizer MELFLUX 2651F 0,4-0,80.4-0.8 фосфогипсphosphogypsum - остальное- the rest
RU2019128845A 2019-09-12 2019-09-12 Hybrid cement RU2716661C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128845A RU2716661C1 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Hybrid cement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019128845A RU2716661C1 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Hybrid cement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716661C1 true RU2716661C1 (en) 2020-03-13

Family

ID=69898301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019128845A RU2716661C1 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Hybrid cement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716661C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1657613A1 (en) * 1989-01-26 1991-06-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки Grouting mixture
RU2058952C1 (en) * 1993-08-31 1996-04-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement clinker, cement on its base and method for production of corrosion-resistant concrete
RU2476392C2 (en) * 2010-11-15 2013-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" Binding agent
EA021984B1 (en) * 2009-11-05 2015-10-30 Сэн-Гобэн Вебер Construction material hydraulic binder
RU2619775C2 (en) * 2013-03-26 2017-05-18 Хильти Акциенгезельшафт Composition of additives for amine curing agent, its use, and amine curing agent composition containing this composition
RU2630015C2 (en) * 2012-07-20 2017-09-05 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх Additive for hydraulically solid compositions

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1657613A1 (en) * 1989-01-26 1991-06-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки Grouting mixture
RU2058952C1 (en) * 1993-08-31 1996-04-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement clinker, cement on its base and method for production of corrosion-resistant concrete
EA021984B1 (en) * 2009-11-05 2015-10-30 Сэн-Гобэн Вебер Construction material hydraulic binder
RU2476392C2 (en) * 2010-11-15 2013-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Череповецкий государственный университет" Binding agent
RU2630015C2 (en) * 2012-07-20 2017-09-05 Констракшн Рисёрч Энд Текнолоджи Гмбх Additive for hydraulically solid compositions
RU2619775C2 (en) * 2013-03-26 2017-05-18 Хильти Акциенгезельшафт Composition of additives for amine curing agent, its use, and amine curing agent composition containing this composition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТАРАКАНОВ О.В. Химические добавки в растворы и бетоны, Пенза, 2016, стр.7,16. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI478891B (en) Expandable material and its manufacturing method
KR100917117B1 (en) Filler for Iron reinforcing rod joint and construction method for filling-up of iron reinforcing rod joint using the same
JP5800387B2 (en) Soil improvement material
JP5750011B2 (en) Blast furnace cement composition
CN106866090B (en) Cement-free desulfurized gypsum plastering mortar and preparation method thereof
JP5923104B2 (en) Early mold release material and method for producing concrete product
WO2018150753A1 (en) Geopolymer composition, and mortar and concrete using same
WO2019077389A1 (en) Methods for producing a cement composition
JPWO2008050484A1 (en) Cement clinker and cement
JP4462466B2 (en) Non-shrink mortar composition and fast-curing non-shrink mortar composition
JP2003002726A (en) Producing method of concrete like solid body using steel making slag
RU2461524C1 (en) Concrete mixture
CN110128043B (en) Submicron active mixed material and preparation method thereof
RU2716661C1 (en) Hybrid cement
WO2012052294A1 (en) Cement and liquid flash setting accelerator activator for sprayed concretes
CN114149187B (en) Preparation method of modified phosphogypsum-based reinforced and toughened cementing material
JP5785429B2 (en) Cement admixture and cement composition
US9856174B2 (en) Binder based on activated ground granulated blast furnace slag useful for forming a concrete type material
RU2008134950A (en) MINERAL BINDER AND METHOD FOR PRODUCING IT
JP5702872B1 (en) Cement composition
WO2019077390A1 (en) Methods for producing a low co2 cement composition
JP6641057B1 (en) Cement admixture, expander, and cement composition
CN115427370A (en) Cement admixture, expansion material and cement composition
KR102144170B1 (en) Slag cement composition
CN112225485A (en) Nucleating agent, copper tailing autoclaved aerated concrete product, preparation method and application