UA155323U - Спосіб одержання цементів загальнобудівельного призначення, що містять осад знезалізнення води - Google Patents

Abstract

Спосіб одержання цементів загальнобудівельного призначення, що включає застосування як добавки осаду знезалізнення води, при якому здійснюють зневоднення та висушування осаду, змішування осаду з цементом у кульовому млині для досягнення однорідної суміші. Добавка являє собою осад гідроксиду заліза і перед введенням до складу суміші її подрібнюють до порошкоподібного стану. Проводять змішування в кульовому млині протягом (20±2) хв. Витрата добавки становить від 0,5 до 2,5 мас. % від маси цементу.

Description

Корисна модель належить до хімічної технології та охорони навколишнього середовища. Її суть полягає в одержанні композитних цементних сумішей будівельного призначення з використанням у композиції осаду гідроксиду заліза, що є відходом технологій знезалізнення води, для регулювання властивостей цементів, надання їм підвищених міцнісних характеристик.

Розвиток будівельної промисловості обумовлює необхідність створення ефективних високоякісних технологій виготовлення конкурентноспроможних високоякісних матеріалів, виробництво яких відбувається за невисоких енергетичних та сировинних витрат, а застосування є економічно доцільним. Перспективним з економічної точки зору є використання дешевої та доступної вторинної сировини у вигляді відходів мінерального та органічного походження у складі будівельних сумішей, що дозволить зменшити собівартість готової продукції.

Із способу утилізації біосорбентів рослинного походження в складі цементів загальнобудівельного призначення відома добавка до композиції цементу на основі лігноцелюлозних матеріалів, що є відходом сорбційних технологій водоочистки |1). Утилізація відпрацьованих біосорбентів на основі шкаралуп кісточок є ефективним з точки зору покращення деяких показників міцності цементу. До проблемних аспектів цього способу потрібно віднести складність технології підготовки добавки, отриманої при утилізації біосорбентів рослинного походження.

З патенту на винахід "Спосіб виробництва цементу" (2) відомо, що добавкою, яка забезпечує задовільні механічні властивості цементних композицій, є мелясна барда, яка є відходом спиртогідролізної промисловості і яку використовують у вигляді 5-10 95-вого водного розчину для додавання у цемент. Основний позитивний вплив такої добавки на виробництво цементу - це інтенсифікація процесу помелу.

Однак введення такої добавки у суміш не чинить істотного впливу на покращення фізико- механічних показників цементу, зокрема, міцності виготовлених з нього виробів.

В способі одержання фторостійкого цементу та бетону на основі червоного (бокситового) шламу, який є відходом глиноземного виробництва, згідно з патентом на корисну модель |З) запропоновано використання червоного (бокситового) шламу - відходу глиноземного виробництва наступного хімічного складу, мас. Ус: АІгОз-17,82; Рег2Оз-42,17; 5102-8,968;. МоО-

Зо 0,623; МагО-5,38; ТіО2-6,02. Недоліком даного способу виробництва цементу є обов'язкове застосування стадії обпалу суміші, що супроводжується високими енергетичними затратами.

Найближчим аналогом є корисна модель |4), в якій передбачено використання як наповнювача-добавки цементного клінкеру сумішей залізистого мулу у композиції з вапняком або крейдою, а також глинистого компонента. В розрахунку на сухі компоненти (мас. 95) в добавку входять: вапняк або крейда - 72-80; глинистий компонент - 17-22; залізистий мул - 3-6.

Залізистий мул є відходом очищення води шляхом пропускання крізь активний каталітичний карбон з наступною його обробкою окисником. Осаджене залізо після промивання фільтрів і відстоювання промивної води накопичували у вигляді кеку (мулу), який в основному містить

Ее(ОН)з. Спосіб одержання цементної суміші складається з наступних операцій: зневоднення та висушування залізистого мулу, як частини добавки, до якої ще входять вапняк або крейда; сумісне розмелювання всіх компонентів цементної суміші у кульовому млині до порошкоподібного стану; випал суміші в обертових печах.

Недоліком способу одержання цементу за зазначеним способом є багатостадійність процесу, необхідність застосування стадії випалу суміші в обертових печах за підвищених температур, що супроводжується значними енергозатратами. Крім того, фізико-механічні показники кінцевого продукту залишаються невисокими.

В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб виготовлення цементу з підвищеними фізико-механічними показниками за рахунок введення до складу цементної суміші добавки у вигляді осаду, що отримують як відходи очищення промислових і стічних вод, зокрема, від іонів заліза. Окрім того, введення такої добавки повинно знизити вартість як будівельної суміші, так і кінцевого продукту, в якому таку суміш застосовують.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб одержання цементів загальнобудівельного призначення, що включає застосування як добавки осаду знезалізнення води, при якому здійснюють зневоднення та висушування осаду, змішування осаду з цементом у кульовому млині для досягнення однорідної суміші, який відрізняється тим, що добавка являє собою осад гідроксиду заліза і перед введенням до складу суміші її подрібнюють до порошкоподібного стану, а змішування в кульовому млині відбувається протягом (2052) хв, причому витрата добавки становить від 0,5 до 2,5 мас. 95 від маси цементу.

Суть корисної моделі пояснюють креслення, на яких зображено: бо на фіг. 1 - вплив витрати добавок на час тужавлення цементу;

на фіг. 2 - вплив витрати добавок на коефіцієнт водовідведення цементу; на фіг. З - вплив витрати добавок на нормальну густину цементу; на фіг. 4 - вплив витрати добавок на міцність цементу при стиску.

На фіг. 1-4 представлено результати випробувань дослідних зразків, що були виготовлені з цементу, отриманого способом, що запропонований. Графіки на кресленнях показують вплив витрати добавки на початок тужавлення, коефіцієнт водовідведення, нормальну густину та міцність на стиск у віці 2 та 28 діб при введенні у цемент добавки у кількості 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 та 2,5 маб. бо.

Початок часу тужавлення становить 43, 40, 39, 38, 38 та 37 хв відповідно для 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 та 2,5 мас. 95 введеної добавки. Кінець тужавлення збільшується від 140 хв без добавки до 150-157 хв при введенні добавки в розмірі 0,5-2,5 мас. 95 (див. фіг. 1).

При введенні добавки до складу цементу у кількості від 0,5 до 2,5 мас. 95 водовідведення (див. фіг. 2) та нормальна густина (див. фіг. 3) цементу не змінюються.

Міцність цементу збільшується від 100 до 105 та від 100 до 100,7 у віці 2 та 28 діб, відповідно, що дозволяє рекомендувати добавку для введення у склад цементу до 2,5 мас. 95 (див. фіг. 4).

Спосіб реалізують наступним чином:

Спочатку отримують добавку у вигляді гідроксиду заліза. Для цього до стічних вод загальнозаводського очищення додають 595 розчин вапняного молока та перемішують, в результаті чого відбувається осадження іонів заліза у вигляді гідроксиду. Після відстоювання осад відокремлюють фільтруванням, зневоднюють, висушують, подрібнюють до порошкоподібного стану. Добавку змішують з цементом у кульовому млині для досягнення однорідної суміші протягом (20:52) хв.

Спосіб отримання, що запропонований, забезпечує одержання загальнобудівельних цементів з підвищеними характеристиками міцності, до складу яких входять екологічно безпечні та економічно ефективні компоненти. Спосіб характеризується досить низькими енергетичними затратами.

Джерела інформації: 1. Патент ОА 148739, МПК С04В 22/00 СО048В 7/00. Спосіб утилізації біосорбентів рослинного походження в складі цементів загальнобудівельного призначення / Галиш В.В., Трус І.М.,

Гомеля М.Д., Радовенчик В.М. - Мо 148739; заявл.13.10.2020; опубл.15.09.2021. 2. Патент ША 98113, МПК СО4В 7/52, МПК СО4В 24/38. Спосіб виробництва цементу /

Файнер М.Ш., Мелентьєва В.С. - Мо 98113; заявл.24.02.2009; опубл.25.04.2012. 3. Патент ОА 46254, МПК СО04В 2/00. Спосіб одержання фторостійкого цементу та бетону на основі червоного (бокситового) шламу - відходу глиноземного виробництва / Тузяк В.Є. - Мо 46254; заявл.10.07.2009; опубл.10.12.2009. 4. Патент СА 45362, МПК(2009) С04В 7/00. Сировинна суміш для цементного клінкеру /

Шестаков В.Л. - Мо 45362; заявл.18.05.2009; опубл.10.11.2009.

Claims (1)

1. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання цементів загальнобудівельного призначення, що включає застосування як добавки осаду знезалізнення води, при якому здійснюють зневоднення та висушування осаду, змішування осаду з цементом у кульовому млині для досягнення однорідної суміші, який 45 відрізняється тим, що добавка являє собою осад гідроксиду заліза і перед введенням до складу суміші її подрібнюють до порошкоподібного стану, а змішування в кульовому млині відбувається протягом 20:22 хв, причому витрата добавки становить від 0,5 до 2,5 мас. 95 від маси цементу.

   : яінчат пКнець в т п НЕ пі ПІ й ох | 1,5 2 35 БЕН, о

   Фіг. 1 ка З ек та ям я ч з» ВК Кр да Мк КВ ЕОМ М М М ММ. й п 1 А 2 ЗА Бе,

   Фіг. 2 о 0,5 Ко 15 з за Кен, а

   Фіг. 4 не, І У віщі З дію . ВХ віцЕл дів с ; З 8: і Кк щі я п. БК. х м ще , Х Я : хх : ! х ше у ! ї х Х в ню. З т-во че ші г: М: х ПІ й а 1 5 2 7.5 Кевін, о ріг. 4