RU2740982C1 - Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий - Google Patents
Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740982C1 RU2740982C1 RU2020121878A RU2020121878A RU2740982C1 RU 2740982 C1 RU2740982 C1 RU 2740982C1 RU 2020121878 A RU2020121878 A RU 2020121878A RU 2020121878 A RU2020121878 A RU 2020121878A RU 2740982 C1 RU2740982 C1 RU 2740982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dolomite
- production
- binder
- construction
- filler
- Prior art date
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
- 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
-
- 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
- C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
-
- 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
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
-
- 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
- C04B28/18—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 mixtures of the silica-lime type
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству и применению строительных материалов и изделий, а именно к сырьевым смесям для производства карбонизированных строительных материалов и изделий, твердеющих в среде повышенной концентрации углекислого газа (СО2). Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий, включающая вяжущее вещество и карбонатный заполнитель, причем в качестве указанного вяжущего вещества она содержит доломитовый цемент, получаемый обжигом минерала доломита при температуре не более 750-850°С, а в качестве заполнителя - мелкодисперсное крупностью до 5 мм вторичное доломитовое сырье, получаемое при дроблении исходного доломита на сортовые щебеночные фракции, при следующем соотношении ингредиентов по сухому веществу, мас.%: доломитовый цемент 20-50; мелкодисперсное вторичное доломитовое сырье 50-80, вода в количестве 5-20% от общей массы вяжущего и заполнителя, а твердение строительных изделий осуществляют в среде углекислого газа с концентрацией 30% в течение 180 мин. Технический результат заключается в снижении себестоимости, расширении сырьевой базы для производства строительных материалов, снижении эмиссии СО2, улучшении экологической ситуации территорий со значительным скоплением различного минерального вторичного сырья, в частности мелкодисперсных доломитов фракцией до 5 мм. 3 табл.
Description
Изобретение относится к производству и применению строительных материалов и изделий, а именно к сырьевым смесям для производства карбонизированных строительных материалов и изделий, твердеющих в среде повышенной концентрации углекислого газа (CO2).
Известна композиция, описанная в изобретении «Способ получения известково-песчаного строительного материала» (RU №2149149 С1, 20.05.2000). Композиция включает наполнитель - песок, например, речной кварцевый, химически активированный смешением с водным раствором соляной кислоты в количестве 3-10% от массы наполнителя, смешанный с негашеной известью - оксидом кальция, в количестве 4-10% от массы наполнителя, и смешанный с вяжущим веществом - гашеной известью - в количестве 6-12% от массы наполнителя.
Недостатками данного изобретения являются необходимость химической обработки наполнителя водным раствором соляной кислоты в количестве 3-10% от его массы, как следствие - необходимость наличия на производстве опасного компонента (раствор соляной кислоты) и специальных технологических емкостей для его хранения. Введение в состав композиции негашеной извести в количестве 4-10% от массы наполнителя приводит к большой вероятности наличия в изделии непогасившихся зерен оксида кальция, вследствие чего при контакте с водой эти зерна гасятся, увеличиваясь в объеме, и образуются дефекты либо частичное разрушение изделия. Необходимость последующей карбонизации при температуре 60-99°С изделий на основе данной композиции ведет к увеличению энергозатрат.
Известна композиция для производства композитных карбонизированных изделий, которая содержит, мас. %: гашеная кальциевая известь 30-70; отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника 30-70; вода в количестве 5-25 от общей массы смеси (RU №2549257 С1, 26.12.2008). Данная сырьевая смесь выбрана как ближайший аналог.
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести использование в качестве вяжущего вещества гашеной кальциевой извести. Как известно данной вяжущее имеет однофазовый состав, т.е. состоит только из гидроксида кальция Са(ОН)2. Процесс твердения данного вяжущего в среде повышенной концентрации углекислого газа можно описать следующим общим химическим уравнением:
Образующийся в результате этой реакции СаСО3 способствует формированию физико-механических характеристик конечного строительного материала. Однако, при этом данное вяжущее не вступает в химическое взаимодействие с заполнителем (отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника по аналогу). Также данное вяжущее получают путем обжига известняка при температурах 1000-1100°С, что не соответствует требованиям энерго- и ресурсосбережения, а также сокращения эмиссии СО2 в технологических процессах. Использование в аналоге в качестве заполнителя только отходов камнедобычи и обработки известняка-ракушечника, существенно ограничивает возможность использования различного местного сырья в качестве заполнителя для производства строительных изделий, твердеющих в среде повышенной концентрации углекислого газа
Признаками изобретения, которые совпадают с признаками ближайшего аналога, является наличие в сырьевой смеси для производства карбонизированных строительных изделий вяжущего вещества и заполнителя.
Техническим результатом изобретения является получение строительных материалов и изделий с повышенными (улучшенными) физико-механическими характеристиками, снижение себестоимости готовых строительных материалов и изделий, расширение сырьевой базы, в том числе вторичной, для производства строительных материалов, снижение эмиссии СО2 в технологическом процессе за счет использования его в качестве сырьевого компонента, улучшение экологической ситуации территорий со значительным скоплением различного минерального вторичного сырья.
В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования сырьевой смеси для производства карбонизированных строительных изделий.
Поставленная техническая задача решается тем, что в сырьевой смеси для производства карбонизированных строительных изделий, включающей вяжущее вещество и заполнитель, особенность состоит в том, что как вяжущее вещество используется доломитовый цемент, получаемый обжигом минерала доломита при температуре не более 850°С, а как заполнитель - мелкодисперсное вторичное доломитовое сырье, получаемое при дроблении исходного доломита на сортовые щебеночные фракции, при следующем соотношении ингредиентов по сухому веществу, масс. %: доломитовый цемент - 20-50; мелкодисперсное вторичное доломитовое сырье - 50-80, вода в количестве 5-20% от общей массы вяжущего и заполнителя, а твердение строительных изделий осуществляют в среде повышенной концентрации углекислого газа.
Между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. В заявленном изобретении использование в качестве вяжущего вещества доломитового цемента, полученного обжигом доломита при температуре не более 850°С, будет являться основой для формирования повышенных физико-механических характеристик строительных изделий, за счет многофазового состава (CaMg(CO3)2, Са(ОН)2, Mg(OH)2) данного вяжущего вещества. Процесс твердения данного вяжущего вещества в среде повышенной концентрации углекислого газа можно описать следующими общими химическими уравнениями:
Образующиеся в результате этих реакций соединения способствуют формированию повышенных физико-механических характеристик готовых карбонизированных строительных изделий. Введение доломитового цемента в количестве менее 20% не достаточно для формирования матрицы, обеспечивающей повышенные физико-механические характеристики карбонизированных строительных изделий. Введение доломитового цемента в количестве более 50% ведет к образованию дефектов в изделии в виде значительных трещин, образующихся за счет увеличения объема соответствующих новообразований, а также экономически не целесообразно. При этом использование в качестве заполнителя мелкодисперсного вторичного доломитового сырья позволяет запустить в контактной зоне «вяжущее-заполнитель» реакцию дедоломитизации, протекающую по следующему химическому уравнению:
Образующийся в результате этой реакции СаСО3 способствует образованию в контактной зоне «вяжущее-заполнитель» прочных когезионных контактов, также способствующих формированию повышенных физико-механических характеристик готовых карбонизированных строительных изделий.
Вышеприведенная причинно-следственная связь прослеживается в следующих примерах.
Сырьевая смесь готовится следующим образом. Выполняют дозирование сухих ингредиентов в количестве, масс. %: доломитовый цемент - 20-50; мелкодисперсный доломитовый заполнитель - 50-80, производят тщательное перемешивание. Полученную сырьевую смесь затворяют водой в количестве 5-20% от общей массы ингредиентов, перемешивают, выдерживают в течение 15-20 минут, укладывают в форму и прессуют, например, при давлении прессования 30 МПа. Далее отформованные изделия подвергают твердению в среде повышенной концентрации углекислого газа, например, 30%, в течение 180 минут, в результате чего карбонизированные строительные изделия достигают повышенных физико-механических характеристик. Далее строительные изделия отпускаются потребителю.
В результате применения сырьевой смеси для производства карбонизированных строительных изделий, твердеющих в среде повышенной концентрации углекислого газа, получают искусственный каменный материал прочностью при сжатии 27,0-39,0 МПа, при средней плотности 1500-1650 кг/м3, водопоглощение по массе которого составляет 15-21%, что является достаточным для изготовления, например, облицовочных и рядовых стеновых строительных материалов (кирпич, блок, плитка).
При приготовлении сырьевой смеси использовался мелкодисперсный доломитовый заполнитель, фракцией до 5 мм, образующийся в процессе переработки доломита, добываемого в карьере «Каменные Борницы» Ленинградской области предприятия ОАО «Карьеры Доломитов». Химический состав доломита представлен в таблице 3.
В результате усовершенствования сырьевой смеси для производства карбонизированных строительных изделий, согласно техническому результату повышаются физико-механические характеристики готовых строительных изделий, снижается их себестоимость, расширяется сырьевая база для производства строительных материалов, снижается эмиссия СО2 в процессе обжига доломита для получения доломитового цемента из-за более низкой температуры обжига данного вида сырья, в сравнении с аналогом, а также за счет использования его в качестве сырьевого компонента, улучшается экологическая ситуация территорий со значительным скоплением различного минерального вторичного сырья, в частности мелкодисперсных доломитов фракцией до 5 мм.
Claims (1)
- Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий, включающая вяжущее вещество и карбонатный заполнитель, отличающаяся тем, что в качестве указанного вяжущего вещества она содержит доломитовый цемент, получаемый обжигом минерала доломита при температуре не более 750-850°С, а в качестве заполнителя - мелкодисперсное крупностью до 5 мм вторичное доломитовое сырье, получаемое при дроблении исходного доломита на сортовые щебеночные фракции, при следующем соотношении ингредиентов по сухому веществу, мас.%: доломитовый цемент 20-50; мелкодисперсное вторичное доломитовое сырье 50-80, вода в количестве 5-20% от общей массы вяжущего и заполнителя, а твердение строительных изделий осуществляют в среде углекислого газа с концентрацией 30% в течение 180 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121878A RU2740982C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121878A RU2740982C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2740982C1 true RU2740982C1 (ru) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121878A RU2740982C1 (ru) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2740982C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1101538A (en) * | 1964-06-11 | 1968-01-31 | Bpb Industries Ltd | Articles moulded from mixes containing lime |
| RU2549257C1 (ru) * | 2014-12-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского" | Композиция для производства композитных карбонизированных изделий |
| RU2549258C1 (ru) * | 2014-12-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского" | Способ производства композитных карбонизированных изделий |
| MX2016007034A (es) * | 2014-09-12 | 2016-09-22 | Isaías Alanís Ortega Javier | Cal hidraulica puzolanica de alta resistencia, proceso para su preparacion y su utilizacion en morteros y concretos. |
| RU2642573C2 (ru) * | 2016-02-15 | 2018-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Способ производства композитных карбонизированных изделий |
| RU2675648C1 (ru) * | 2017-08-10 | 2018-12-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Сырьевая смесь для производства карбонизированных стеновых материалов |
-
2020
- 2020-06-26 RU RU2020121878A patent/RU2740982C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1101538A (en) * | 1964-06-11 | 1968-01-31 | Bpb Industries Ltd | Articles moulded from mixes containing lime |
| MX2016007034A (es) * | 2014-09-12 | 2016-09-22 | Isaías Alanís Ortega Javier | Cal hidraulica puzolanica de alta resistencia, proceso para su preparacion y su utilizacion en morteros y concretos. |
| RU2549257C1 (ru) * | 2014-12-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского" | Композиция для производства композитных карбонизированных изделий |
| RU2549258C1 (ru) * | 2014-12-24 | 2015-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского" | Способ производства композитных карбонизированных изделий |
| RU2642573C2 (ru) * | 2016-02-15 | 2018-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Способ производства композитных карбонизированных изделий |
| RU2675648C1 (ru) * | 2017-08-10 | 2018-12-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Сырьевая смесь для производства карбонизированных стеновых материалов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hwang et al. | Investigation into the use of unground rice husk ash to produce eco-friendly construction bricks | |
| US20090025614A1 (en) | High strength magnesium slag brick and method of producing the same | |
| CN104478256B (zh) | 镁钙碳酸盐胶凝材料及其制备方法 | |
| LT3818B (en) | Method for producing a building element and building element formed | |
| MX2015003309A (es) | Metodo para producir un aditivo asi como carbonato de calcio a partir de agregado de concreto, asi como un dispositivo para realizar el procedimiento. | |
| RU2549257C1 (ru) | Композиция для производства композитных карбонизированных изделий | |
| KR101789030B1 (ko) | 시멘트 혼화재와 그 제조방법 및 상기 시멘트 혼화재를 포함한 시멘트 및 상기 시멘트 혼화재를 포함한 콘크리트 | |
| US2474381A (en) | Concrete composition and process for production thereof | |
| KR101018009B1 (ko) | 결합재로 폐유리 미분말과 플라이애쉬를 이용한 무시멘트 콘크리트의 제조방법 | |
| Ślosarczyk et al. | A literature review of the latest trends and perspectives regarding alkali-activated materials in terms of sustainable development | |
| KR101416005B1 (ko) | 비소성 무기결합제를 활용한 친환경블록 및 그 제조방법 | |
| RU2740982C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства карбонизированных строительных изделий | |
| WO2017056122A1 (en) | Building material obtained from an alkaline activation of sawing sludge of stone materials and process for producing such building material | |
| WO2017175240A1 (en) | Autoclaved fly ash bricks and method of manufacturing the same | |
| US1782460A (en) | Method of manufacturing porous building materials | |
| JP2008247642A (ja) | 無機複合硬化物およびその製造方法 | |
| KR101346070B1 (ko) | 유ㆍ무기성 슬러지를 이용한 재활용 성토재 및 성토재 제조방법 | |
| CN115466094A (zh) | 一种工业固废基胶结注浆充填材料、制备方法及应用 | |
| CN1105344A (zh) | 湿磨粉煤灰制无熟料水泥及其制品 | |
| KR20150114771A (ko) | 산업부산물을 활용한 연약지반용 고화재 조성물 | |
| RU2675648C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства карбонизированных стеновых материалов | |
| WO2003040052A1 (fr) | Variante de ciment portland, procede de production, panneau de fibragglo-ciment aux copeaux de bois dur contenant cette variante et procede de production de ce panneau | |
| CN104773977B (zh) | 一种用渣土复合煤矸石粉的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN113336458A (zh) | 一种以工业废渣为原料的新型水泥及其制备方法 | |
| CN113526937A (zh) | 一种提高氢氧化钙碳化硬化体强度的方法及制品 |