RU2766258C1 - Portland cement with mineral additives - Google Patents

Portland cement with mineral additives Download PDF

Info

Publication number
RU2766258C1
RU2766258C1 RU2021125848A RU2021125848A RU2766258C1 RU 2766258 C1 RU2766258 C1 RU 2766258C1 RU 2021125848 A RU2021125848 A RU 2021125848A RU 2021125848 A RU2021125848 A RU 2021125848A RU 2766258 C1 RU2766258 C1 RU 2766258C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
portland cement
limestone
chamotte
superplasticizer
kaolin powder
Prior art date
Application number
RU2021125848A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Левон Рафаэлович Маилян
Сергей Анатольевич Стельмах
Евгений Михайлович Щербань
Александр Каюмович Халюшев
Михаил Геннадиевич Холодняк
Андрей Александрович Чернильник
Диана Михайловна Ельшаева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
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 "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority to RU2021125848A priority Critical patent/RU2766258C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2766258C1 publication Critical patent/RU2766258C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26Carbonates
    • C04B14/28Carbonates of calcium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/02Portland cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • C04B7/153Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry; construction.SUBSTANCE: invention relates to compositions of cements and can be used to produce concrete mixtures and mortars used at enterprises for production of prefabricated reinforced concrete and concrete mixing units. Essence of the invention consists in the fact that Portland cement with mineral additives includes Portland cement clinker, TPS slag, chamotte-kaolin powder, limestone, gypsum dihydrate and a chemical additive in the form of superplasticizer C3, in the following ratio of components, wt.%: Portland cement clinker (PCC) — 63–75; gypsum dihydrate (DG) — 4.4–5.3 (in terms of SO3); TPS slag — 5–10; chamotte-kaolin powder (CKP) — 2.5–7.5; limestone (L) — 13–14; chemical additive — superplasticizer C-3 — 0.1–0.2.EFFECT: increased ultimate compressive strength in early hardening period due to introduction of two types of mineral additives (chamotte-kaolin powder and limestone) into the composition of Portland cement and reduced water demand of Portland cement due to introduction of chemical additive (superplasticizer C-3).1 cl, 2 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к составам цементов и может быть использовано для изготовления бетонных смесей и растворов, применяемых на предприятиях по производству сборного железобетона и бетоносмесительных узлах. The invention relates to the composition of cements and can be used for the manufacture of concrete mixtures and mortars used in enterprises for the production of prefabricated concrete and concrete mixing units.

Известен состав портландцемента (см. RU 2496728 C1, C04B 7/52, C04B 7/52, опубл. 27.10.2013), содержащий портландцементный клинкер, двуводный гипс и добавку. В качестве добавки применяют натрий фтористый. В состав портландцемента входит, масс. %: The composition of Portland cement is known (see RU 2496728 C1, C04B 7/52, C04B 7/52, publ. 27.10.2013), containing Portland cement clinker, gypsum dihydrate and an additive. Sodium fluoride is used as an additive. The composition of Portland cement includes, wt. %:

портландцементный клинкерPortland cement clinker 95,93–98,77 95.93–98.77 гипс двуводныйgypsum dihydrate 0,50–1,92 0.50–1.92 натрий фтористыйsodium fluoride остальное rest

Известна смесь портландцемента с минеральной добавкой (см. RU 2476391 C1, C04B 7/02, C04B 7/02, опубл. 27.02.2013). В качестве минеральной добавки применяют природный волластонит с размером частиц менее 40 мк при следующем соотношении компонентов, масс. %: A mixture of Portland cement with a mineral additive is known (see RU 2476391 C1, C04B 7/02, C04B 7/02, publ. 27.02.2013). As a mineral additive, natural wollastonite with a particle size of less than 40 microns is used in the following ratio of components, wt. %:

портландцементPortland cement 85–95 85–95 природный волластонит механоактивированныйnatural wollastonite mechanically activated 10–15 10–15

Наиболее близким техническим решением является состав портландцемента (см. RU 2460699 C1, C04B 7/02, C04B 7/02, опубл. 10.09.2012)., содержащий следующие компоненты, масс. %:The closest technical solution is the composition of Portland cement (see RU 2460699 C1, C04B 7/02, C04B 7/02, publ. 09/10/2012), containing the following components, wt. %:

необожженный доломит (НД)unfired dolomite (ND) 5,0–15,0 5.0–15.0 доменный гранулированный шлак (ДГШ)blast-furnace granulated slag (DGSh) 5,0–15,0 5.0–15.0 портландцементный клинкер (ПЦК)Portland cement clinker (PCC) 75,0–77,5 75.0–77.5 двуводный гипс (ДГ)gypsum dihydrate (DG) 2,5–5,0 2.5–5.0

Наиболее существенным недостатком известного состава портландцемента является применение необожженного молотого доломита, относящегося к классу карбонатов с химическим составом CaCO3·MgCO3, так как в этом случае он может содержать вредный оксид магния MgO, который вызывает неравномерность изменения объема. Кроме того, содержание оксида магния ограничивается не более 5 % в портландцементах любого типа, данная минеральная добавка не предусмотрена стандартом ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия», а также обладает повышенной водопотребностью в сравнении с молотым известняком (CaCO3).The most significant disadvantage of the known composition of Portland cement is the use of unfired ground dolomite, belonging to the class of carbonates with the chemical composition CaCO 3 ·MgCO 3 , since in this case it may contain harmful magnesium oxide MgO, which causes uneven volume changes. In addition, the content of magnesium oxide is limited to no more than 5% in Portland cements of any type, this mineral additive is not provided for by the GOST 31108-2016 standard “General construction cements. Specifications”, and also has an increased water demand in comparison with ground limestone (CaCO 3 ).

Задачей предлагаемого изобретения является получение портландцемента с более низкой водопотребностью и повышенным пределом прочности на сжатие в ранние сроки твердения.The objective of the present invention is to obtain Portland cement with lower water demand and increased compressive strength in the early stages of hardening.

Сущность изобретения заключается в том, что портландцемент с минеральными добавками, включающий портландцементный клинкер, шлак ТЭС, порошок шамотно-каолиновый, известняк, двуводный гипс и химическую добавку в виде суперпластификатора С3, в следующем соотношении компонентов, масс. %:The essence of the invention lies in the fact that Portland cement with mineral additives, including Portland cement clinker, TPP slag, chamotte-kaolin powder, limestone, gypsum dihydrate and a chemical additive in the form of C3 superplasticizer, in the following ratio, wt. %:

портландцементный клинкер (ПЦК)Portland cement clinker (PCC) 63–75 63–75 двуводный гипс (ДГ)gypsum dihydrate (DG) 4,4–5,3 (в пересчете на SO3)4.4–5.3 (in terms of SO 3 ) шлак ТЭСTPP slag 5–10 5–10 порошок шамотно-каолиновый (ПШК)fireclay-kaolin powder (PShK) 2,5–7,5 2.5–7.5 известняк (И)limestone (I) 13–14 13–14 химическая добавка - суперпластификатор С-3chemical additive - superplasticizer C-3 0,1–0,2 0.1–0.2

Технический результат получаем за счет введения в состав портландцемента двух видов минеральных добавок (порошок шамотно-каолиновый и известняк), что позволяет в процессе гидратации образовывать карбоалюминаты кальция, которые в свою очередь повышают предел прочности на сжатие в ранние сроки твердения, а химическая добавка – (суперпластификатор С-3) снижает водопотребность портландцемента.The technical result is obtained by introducing two types of mineral additives into the composition of Portland cement (fireclay-kaolin powder and limestone), which allows the formation of calcium carboaluminates during hydration, which in turn increase the compressive strength in the early stages of hardening, and the chemical additive - ( superplasticizer C-3) reduces the water requirement of Portland cement.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были разработаны и испытаны несколько составов портландцемента с добавками, которые приведены в таблице 1. For experimental verification of the proposed composition, several compositions of Portland cement with additives were developed and tested, which are shown in table 1.

Таблица 1 Table 1

Расход компонентов портландцемента с минеральными добавкамиConsumption of Portland cement components with mineral additives

No. Расход материалов, %Consumption of materials, % ПЦКPCC ДГDG Шлак ТЭСTPP slag ПШКPShK ИAND Хим. добавка С-3Chem. S-3 additive 1one 60–8060–80 3,5–5,53.5–5.5 4–114–11 2,0–8,32.0–8.3 10–1510–15 0,1–0,20.1–0.2 22 63–7563–75 4,4–5,34.4–5.3 5–105–10 2,5–7,52.5–7.5 13–1413–14 0,1–0,20.1–0.2 33 63–7563–75 4,4–5,34.4–5.3 5–105–10 2,5–7,52.5–7.5 10–1510–15 0,1–0,20.1–0.2 44 63–7563–75 4,4–5,34.4–5.3 5–105–10 2,5–7,52.5–7.5 13–1413–14 0,1–0,20.1–0.2 55 60–8060–80 3,5–5,53.5–5.5 4–114–11 2,0–8,32.0–8.3 10–1510–15 0,1–0,20.1–0.2

Характеристика исходных компонентов: Characteristics of the original components :

1. Вяжущее вещество: портландцемент, полученный совместным помолом в лабораторной шаровой мельнице клинкера и гипсового камня до удельной поверхности 320 м2/кг; 1. Binder: Portland cement obtained by joint grinding in a laboratory ball mill of clinker and gypsum stone to a specific surface of 320 m 2 /kg;

Химико-минералогический состав вяжущего вещества представлен в таблице 2.The chemical and mineralogical composition of the binder is presented in Table 2.

Таблица 2 table 2

Химико-минералогический состав вяжущего веществаChemical and mineralogical composition of the binder

Химический состав, %Chemical composition, % Минералогический
состав, %
Mineralogical
compound, %
MgOMgO SiO2 SiO2 Al2O3 Al2O3 _ Fe2O3 Fe2O3 _ CaOCaO SO3 SO 3 ПППRFP R2O R2O C3SC 3 S β-C2Sβ-C 2 S C3AC 3 A C4AF C4AF Цементный клинкер cement clinker 1,221.22 23,6923.69 4,064.06 5,065.06 64,6164.61 0,480.48 0,660.66 0,220.22 58,6158.61 25,1525.15 6,36.3 9,949.94

Физико-механические свойства вяжущего вещества представлены в таблице 3.Physical and mechanical properties of the binder are presented in table 3.

Таблица 3 Table 3

Физико-механические свойства вяжущего веществаPhysical and mechanical properties of the binder

НаименованиеName Удельная поверхность,
м2/кг
Specific surface area,
m 2 /kg
Нормальная густота, %Normal density, % Сроки схватывания, ч-минSetting time, h-min Активность, МПаActivity, MPa
началоStart конецthe end Rиз R out Rсж R szh ЦЕМ I CEM I 314314 26,526.5 0-450-45 3-403-40 6,46.4 52,552.5

2. Химическая добавка: химический модификатор – суперпластификатор С-3 (ТУ 2481-001-51831493-00). Продукт на нафталинформальдегидной основе в виде водорастворимого порошка коричневого цвета или водного раствора темно-коричневого цвета, имеющего концентрацию не менее 32 %. Производитель – ТПО «Универсальные бетоны» (Россия, Ставропольский край, г. Лермонтов).2. Chemical additive: chemical modifier - superplasticizer S-3 (TU 2481-001-51831493-00). A naphthalene-formaldehyde-based product in the form of a water-soluble brown powder or a dark brown aqueous solution with a concentration of at least 32%. Manufacturer - TPO "Universal Concrete" (Russia, Stavropol Territory, Lermontov).

Согласно ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия» для цементов в качестве специальных и технологических добавок применяют органические или неорганические материалы. Количество органических добавок в сухом состоянии не должно превышать 0,2 % от массы цемента.According to GOST 31108-2016 “General construction cements. Specifications” for cements, organic or inorganic materials are used as special and technological additives. The amount of organic additives in a dry state should not exceed 0.2% by weight of cement.

3. Минеральные добавки3. Mineral supplements

- двуводный гипс (ДГ)- dihydrate gypsum (DG)

- шлак ТЭС;- TPP slag;

- порошок шамотно-каолиновый (ПШК).- fireclay-kaolin powder (PShK).

- известняк (И). - limestone (I).

Для получения цемента с минеральными добавками применялись следующие минеральные добавки, которые представляют собой побочные продукты различных отраслей промышленности. Химический состав минеральных добавок представлен в таблице 4.To obtain cement with mineral additives, the following mineral additives were used, which are by-products of various industries. The chemical composition of mineral additives is presented in table 4.

Таблица 4 Table 4

Химический состав минеральных добавокThe chemical composition of mineral additives

Содержание оксидов, %Content of oxides, % Наименование добавкиAdditive name ПШКPShK Шлак ТЭСTPP slag ИAND SiO2 SiO2 50,6750.67 55,6655.66 3,733.73 Al2O3 Al2O3 _ 34,2034.20 22,4022.40 0,440.44 Fe2O3 Fe2O3 _ 1,131.13 15,0015.00 0,630.63 TiO2 TiO2 0,710.71 0,750.75 0,030.03 CaOCaO 5,115.11 2,102.10 50,9050.90 MgOMgO 0,690.69 1,601.60 1,991.99 P2O5 P2O5 _ 0,030.03 0,070.07 0,400.40 K2O K2O 0,320.32 2,262.26 0,140.14 Na2O Na2O 0,140.14 0,780.78 0,080.08 SO3 SO 3 <0,1<0.1 <0,01<0.01 0,120.12 ПППRFP 6,626.62 0,020.02 41,5041.50

3.1 Химически чистый двуводный гипс состоит из 32,5 % CaO, 46,5 % SO2 и 21 % H2O. Двуводный гипс является мягким минералом, его твердость по шкале Мооса равна 2. Цвет минерала приближается к белому (в зависимости от вида, наличия и количества примесей может быть серым, желтовато-бурым). Поставщик – ООО «Минерал-Хорс», г. Воронеж.3.1 Chemically pure gypsum dihydrate consists of 32.5% CaO, 46.5% SO 2 and 21% H 2 O. Gypsum dihydrate is a soft mineral, its hardness on the Mohs scale is 2. The color of the mineral approaches white (depending on the type , the presence and amount of impurities can be gray, yellowish-brown). The supplier is Mineral-Khors LLC, Voronezh.

3.2 В составе стеклофазы присутствует достаточно большое количество кристаллических соединений в виде минералов акерманита (d = 0,309; 0,287 нм), геленита (d = 0,285; 0,243; 0,219 нм), мервинита (d = 0,268; 0,265 нм) и других соединений. При этом общее содержание кристаллических фаз составляет 33,3 %. 3.2 The glass phase contains a sufficiently large amount of crystalline compounds in the form of minerals akermanite (d = 0.309; 0.287 nm), gelenite (d = 0.285; 0.243; 0.219 nm), merwinite (d = 0.268; 0.265 nm) and other compounds. In this case, the total content of crystalline phases is 33.3%.

Шлаки ТЭС образуются в условиях высоких температур в результате физико-химического взаимодействия компонентов исходных твердых материалов (топлива, руды и плавня) и газовой среды. В основном шлак ТЭС представлен стекловидной фазой, без каких-либо кристаллических включений. TPP slags are formed at high temperatures as a result of the physical and chemical interaction of the components of the initial solid materials (fuel, ore and floodplain) and the gaseous medium. Basically, TPP slag is represented by a glassy phase, without any crystalline inclusions.

3.3 Анализ порошка шамотно-каолинового поясняется чертежами, где на фиг. 1 – рентгенограмма пробы порошка шамотно-каолинового, фиг. 2 – ИК-спектры образца порошка шамотно-каолинового. 3.3 Analysis of chamotte-kaolin powder is illustrated by drawings, where in Fig. 1 – X-ray diffraction pattern of chamotte-kaolin powder, fig. 2 - IR spectra of a sample of chamotte-kaolin powder.

Рентгенофазовый анализ проб порошка шамотно-каолинового показал наличие значительного количества минерала каолинита в пробе, о чем свидетельствуют дифракционные отражения (d = 0,277; 0,256; 0,248; 0,233; 0,199; 0,189; 0,178; 0,166; 0,148 нм).X-ray phase analysis of chamotte-kaolin powder samples showed the presence of a significant amount of kaolinite mineral in the sample, as evidenced by diffraction reflections (d = 0.277; 0.256; 0.248; 0.233; 0.199; 0.189; 0.178; 0.166; 0.148 nm).

Отмечено наличие кристаллического β-кварца (d = 0,424; 0,357; 0,334; 0,245; 0,231; 0,212; 0,181; 0,154 нм) и небольшое количество α-кварца (d = 0,230; 0,220 нм). На дифрактограмме присутствуют также линии минерала трехкальциевого алюмината (d = 0,270; 0,220; 0,189 нм).The presence of crystalline β -quartz (d = 0.424; 0.357; 0.334; 0.245; 0.231; 0.212; 0.181; 0.154 nm) and a small amount of α -quartz (d = 0.230; 0.220 nm) were noted. The diffraction pattern also contains lines of the mineral tricalcium aluminate (d = 0.270; 0.220; 0.189 nm).

По данным инфракрасной спектроскопии в пробе ПШК отмечено присутствие значительного количества минерала каолинита, о чем свидетельствуют линии на спектрограмме в области 1115-1110, 1035, 1010 см-1 – валентные колебания связи Si – O (Si) и Si – O; 940 и 915 см-1 – деформационные колебания структурных гидроксильных минералов, связанных с катионами Al3+; 545 см-1 – смешанные деформационные Si – O и валентные Al – O(H) колебания; 470 и 430 см-1 – деформационные Si – O колебания; 3695-3700, 3665-3670, 3620-3625 см-1 – валентные колебания структурных гидроксильных групп.According to infrared spectroscopy, the presence of a significant amount of the kaolinite mineral was noted in the PSC sample, as evidenced by the lines on the spectrogram in the region 1115-1110, 1035, 1010 cm -1 - stretching vibrations of the Si - O (Si) and Si - O bonds; 940 and 915 cm -1 - deformation vibrations of structural hydroxyl minerals associated with Al 3+ cations; 545 cm -1 - mixed deformation Si - O and stretching Al - O (H) vibrations; 470 and 430 cm -1 - deformation Si - O vibrations; 3695-3700, 3665-3670, 3620-3625 cm -1 - stretching vibrations of structural hydroxyl groups.

Таким образом, с помощью рентгенофазового и ИК-спектрального анализов установлено, что порошок шамотно-каолиновый представлен такими кристаллическими фазами, как каолинит, β и α-кварц, а также минералом трехкальциевого алюмината. Логично предположить, что в составе ПШК должно присутствовать значительное количество рентгеноаморфного метакаолинита, образующегося при дегидратации исходного каолинита. Это значит, что метакаолинит и трехкальциевый алюминат будут определять гидравлическую активность порошка шамотно-каолинового. Значительного влияния на процессы гидратации портландцемента с добавкой ПШК следует ожидать и от минерала каолинита.Thus, using X-ray phase and IR spectral analyzes, it was found that chamotte-kaolin powder is represented by such crystalline phases as kaolinite, β and α -quartz, as well as the tricalcium aluminate mineral. It is logical to assume that the PSC should contain a significant amount of X-ray amorphous metakaolinite formed during the dehydration of the original kaolinite. This means that metakaolinite and tricalcium aluminate will determine the hydraulic activity of chamotte-kaolin powder. A significant effect on the hydration processes of Portland cement with the addition of PSHK should also be expected from the kaolinite mineral.

3.4. Известняк (И) представляет собой природный каменный материал бело-серо-желтого цвета. Месторождение – Правобережное. Оно расположено в Краснодарском крае, Лабинском районе, на правом берегу р. Малая Лаба, в 4 км к востоку от ж.-д. станции Шедок. Химический состав приведен в таблице 4.3.4. Limestone (I) is a natural stone material of white-gray-yellow color. The deposit is Pravoberezhnoye. It is located in the Krasnodar Territory, Labinsk District, on the right bank of the river. Malaya Laba, 4 km east of the railway. station Shedok. The chemical composition is shown in table 4.

Составы изготавливали следующим образом:The compositions were made as follows:

Для всех составов определялось значение нормальной густоты, после чего формовали образцы-призмы с размерами 4×4×16 см согласно ГОСТ 30744-2001 «Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка». Полученные данные (таблица 5) свидетельствуют о том, что предел прочности на сжатие, определенный в возрасте двух суток нормального твердения на образцах-призмах, находится в пределах нормативных значений по ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия» для цементов и соответствуют классу по прочности не менее 42,5Б (прочность на сжатие, МПа, не менее 20 и 42,5 в возрасте 2 и 28 суток соответственно). For all compositions, the value of normal density was determined, after which prism samples were molded with dimensions of 4 × 4 × 16 cm according to GOST 30744-2001 “Cements. Test methods using polyfractional sand. The data obtained (table 5) indicate that the ultimate compressive strength, determined at the age of two days of normal hardening on prism samples, is within the standard values according to GOST 31108-2016 “General construction cements. Specifications” for cements and correspond to a strength class of at least 42.5B (compressive strength, MPa, not less than 20 and 42.5 at the age of 2 and 28 days, respectively).

Значения предела прочности на сжатие для разработанного состава выше, чем у других аналогичных составов.The compressive strength values for the developed composition are higher than those of other similar compositions.

Таблица 5Table 5

Составы портландцементаCompositions of Portland cement

No. Состав портландцемента, %Portland cement composition, % Предел прочности на сжатие в возрасте 2 суток твердения, МПаUltimate compressive strength at the age of 2 days of hardening, MPa Нормальная густота цементного теста НГ, %Normal density of cement paste NG, % ПЦКPCC ДГDG ДГШ DGSh Шлак ТЭСTPP slag ПШКPShK ИAND НДND С-3C-3 1one 6060 5,55.5 -- 11eleven 8,38.3 1515 -- 0,20.2 12,112.1 2525 22 6363 5,35.3 -- 1010 7,57.5 1414 -- 0,20.2 21,221.2 2323 33 7070 55 -- 8eight 55 11,911.9 -- 0,10.1 8,18.1 2626 44 7575 4,44.4 -- 55 2,52.5 13thirteen -- 0,10.1 20,820.8 2323 55 7878 5,95.9 -- 44 22 1010 -- 0,10.1 13,813.8 2424 RU 2460699EN 2460699 75,075.0 3,53.5 1010 -- -- -- 11,511.5 -- 9,89.8 2727

Выполнена разработка составов портландцемента с минеральными добавками на основе отходов промышленности. Определена область оптимальных значений в дозировках минеральных добавок, а также установлено, что введение порошка шамотно-каолинового в сочетании с молотым известняком оказывает значительное влияние на повышение предела прочности на сжатие цементного камня в ранние сроки твердения, а введение химического модификатора С-3 понижает водопотребность портландцемента. The development of Portland cement compositions with mineral additives based on industrial waste has been carried out. The area of optimal values in the dosages of mineral additives has been determined, and it has also been established that the introduction of chamotte-kaolin powder in combination with ground limestone has a significant effect on increasing the compressive strength of cement stone in the early stages of hardening, and the introduction of the chemical modifier C-3 reduces the water demand of Portland cement .

Claims (2)

Портландцемент с минеральными добавками, включающий портландцементный клинкер, шлак ТЭС, порошок шамотно-каолиновый, известняк, двуводный гипс и химическую добавку в виде суперпластификатора С3, в следующем соотношении компонентов, масс. %:Portland cement with mineral additives, including Portland cement clinker, TPP slag, chamotte-kaolin powder, limestone, gypsum dihydrate and a chemical additive in the form of C3 superplasticizer, in the following ratio, wt. %: портландцементный клинкер (ПЦК)Portland cement clinker (PCC) 63–75 63–75 двуводный гипс (ДГ)gypsum dihydrate (DG) 4,4–5,3 (в пересчете на SO3)4.4–5.3 (in terms of SO 3 ) шлак ТЭСTPP slag 5–10 5–10 порошок шамотно-каолиновый (ПШК)fireclay-kaolin powder (PShK) 2,5–7,5 2.5–7.5 известняк (И)limestone (I) 13–14 13–14 химическая добавка - суперпластификатор С-3chemical additive - superplasticizer C-3 0,1–0,2 0.1–0.2
RU2021125848A 2021-09-01 2021-09-01 Portland cement with mineral additives RU2766258C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125848A RU2766258C1 (en) 2021-09-01 2021-09-01 Portland cement with mineral additives

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125848A RU2766258C1 (en) 2021-09-01 2021-09-01 Portland cement with mineral additives

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766258C1 true RU2766258C1 (en) 2022-02-10

Family

ID=80214943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021125848A RU2766258C1 (en) 2021-09-01 2021-09-01 Portland cement with mineral additives

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766258C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794056C1 (en) * 2022-06-10 2023-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" Binder including blast-furnace slag and cement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460699C1 (en) * 2010-12-29 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Portland cement
CN109293262A (en) * 2018-10-23 2019-02-01 广州极慧技术服务有限公司 A kind of high intensity impervious, cement and preparation method thereof
CN109354423A (en) * 2018-11-07 2019-02-19 富蕴天山水泥有限责任公司 A kind of clinker portland cement and preparation method thereof
JP2020164409A (en) * 2019-03-28 2020-10-08 三菱マテリアル株式会社 Cement composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460699C1 (en) * 2010-12-29 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Portland cement
CN109293262A (en) * 2018-10-23 2019-02-01 广州极慧技术服务有限公司 A kind of high intensity impervious, cement and preparation method thereof
CN109354423A (en) * 2018-11-07 2019-02-19 富蕴天山水泥有限责任公司 A kind of clinker portland cement and preparation method thereof
JP2020164409A (en) * 2019-03-28 2020-10-08 三菱マテリアル株式会社 Cement composition

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕРМИЛОВА Е.Ю. Композиционные цементы с комплексными добавками термоактивированных полиминеральных глин и карбонатов, Авто на соискание уч. степени КТН, Казань, 2017, 20 с. *
ЕРМИЛОВА Е.Ю. Композиционные цементы с комплексными добавками термоактивированных полиминеральных глин и карбонатов, Автореферат на соискание уч. степени КТН, Казань, 2017, 20 с. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794056C1 (en) * 2022-06-10 2023-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" Binder including blast-furnace slag and cement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11001527B2 (en) Composite cement and method of manufacturing composite cement
US10065888B2 (en) Method of enhancing the latent hydraulic and/or pozzolanic reactivity of materials
US10336652B2 (en) Enhancing calcined clay use with inorganic binders
KR101333084B1 (en) High early strength cement comprising blast furnace slag and CSA cement
AU2014317428A1 (en) Binder comprising calcium sulfoaluminate cement and a magnesium compound
CA1061808A (en) Process for producing low porosity cement
Thomas et al. Equivalent performance with half the clinker content using PLC and SCM
JP6983963B1 (en) Cement composition
Chandara Study of pozzolanic reaction and fluidity of blended cement containing treated palm oil fuel ash as mineral admixture
RU2766258C1 (en) Portland cement with mineral additives
KR101306182B1 (en) Plenty of recycling aggregate and environment-friendly block for shore protection binder composition
KR100724340B1 (en) Low price special cement for solidofication of wastes
RU2373163C1 (en) Cement of low water demand and method of its production
KR102255380B1 (en) Cement composition and method for preparing cement composition
Venu et al. Influence of alkaline ratios on strength properties of fly ash-ground granulated blast furnace slag based geopolymer mortars
Danner et al. Thermally activated marl as a pozzolan for cementitious based products
Yong-Xin et al. Microstructure and composition of hydration products of ordinary Portland cement with ground steel-making slag
RU2149843C1 (en) Expanding additive to cement
Lallas The Impact of Supplementary Cementitious Materials on Strength Development in Concrete
JPH0235698B2 (en)
EP4067321A1 (en) Cement comprising cement clinker and a pozzolanic-type supplementary cementitious material
JP2023127725A (en) Hydraulic composition, method for producing hydraulic composition, method for producing cured body, and method for suppressing variation in compressive strength
Wang et al. Research on Properties of MK–CFBCA Mineral Admixtures
WO2023022172A1 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, and cement composition
Ghorab et al. The Behavior of Portland Limestone-Calcined Clays Cement at 5° C