RU2076079C1 - Binder - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of building structures. SUBSTANCE: quality of binder can be improved by improving early strength and grade also by using wider range of raw materials and industrial waste to manufacture binder. Claimed binder comprises (wt%): 74-81 granular blast furnace slag; 15-20 neutralized phosphorus gypsum; 4-6 fine lime mild production waste which result from lime mild production. Specific surface area of individually or jointly crushed slag, phosphorus gypsum and fine slaking remnants is 3000-3500 sq.cm/g. Compression strength of samples of cement paste of standard density and standard hardening of 7 days and 28 days are 15-23 and 34-43.8, respectively. EFFECT: enhanced strength. 4 tbl

Description

Изобретение относится к составам безобжиговых шлаковых вяжущих и может быть использовано при изготовлении строительных изделий. The invention relates to compositions of non-calcined slag binders and can be used in the manufacture of construction products.

Известен состав сульфатно-шлакового вяжущего, содержащий 75 85% доменного гранулированного шлака, а также дефицитные фондируемые материалы в качестве активаторов шлака: гипс (ангидрит, α,β-полугидрат или двугидрат) 15 - 20% до 2% извести или до 5% портландцемента [1]
Прототипом изобретения [2] является вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, дефекационный шлам-отход свеклосахарного производства в качестве карбонатосодержащего компонента, фосфогипс в качестве сульфатосодержащего компонента и малеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.A known composition of sulfate-slag binder containing 75 85% of blast furnace granulated slag, as well as scarce funded materials as slag activators: gypsum (anhydrite, α, β-hemihydrate or hemihydrate) 15 - 20% to 2% lime or up to 5% Portland cement [1]
The prototype of the invention [2] is a binder, including blast furnace granulated slag, defecation sludge-waste beet sugar production as a carbonate-containing component, phosphogypsum as a sulfate-containing component and maleic acid in the following ratio, wt.

Отходы свеклосахарного производства 5,23 31,59
Фосфогипс 0,523 5,0
Малеиновая кислота 0,105 1,5
Доменный гранулированный шлак Остальное
Известное вяжущее содержит в своем составе дорогостоящую малеиновую кислоту, а в связи с использованием дефекационного шлама имеет невысокую прочность и, что важно для обеспечения технологичности производства различных изделий строительного назначения на основе вяжущего, невысокую раннюю прочность.Beet sugar waste 5.23 31.59
Phosphogypsum 0.523 5.0
Maleic acid 0.105 1.5
Granulated blast furnace slag Else
Known binder contains expensive maleic acid, and due to the use of defecation sludge, it has low strength and, which is important for ensuring the manufacturability of various construction products based on binder, low early strength.

Предлагаемое изобретение решает задачу улучшения качества вяжущего за счет повышения ранней прочности, а также расширения сырьевой базы за счет использования для производства вяжущего многотоннажных отходов производства. The present invention solves the problem of improving the quality of the binder by increasing early strength, as well as expanding the raw material base through the use of large-tonnage production waste for the production of binder.

Сущность изобретения заключается в том, что вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, фосфогипс и известково-карбонатный отход производства, согласно изобретению в качестве известково-карбонатного отхода содержит мелкие остатки гашения извести, в качестве сульфатосодержащего компонента содержит нейтрализованный фосфогипс при следующем соотношении компонентов:
Доменный гранулированный шлак 74 81
Нейтрализованный фосфогипс 15 20
Мелкие остатки гашения извести 4 6
В предлагаемом изобретении применялся фосфогипс Мелеузовского химического завода, предварительно нейтрализованный известковым молоком до уровня РН 6 7, который дополнительному помолу не подвергался. Фосфогипс является побочным продуктом производства экстракционной фосфорной кислоты, содержащим до 98% сульфата кальция. Химический состав фосфогипса представлен в табл. 1.The essence of the invention lies in the fact that the binder, including blast furnace granulated slag, phosphogypsum and lime-carbonate production waste, according to the invention as a lime-carbonate waste contains small residues of slaking lime, as a sulfate-containing component contains neutralized phosphogypsum in the following ratio of components:
Granulated blast furnace slag 74 81
Neutralized phosphogypsum 15 20
Small residues of slaking lime 4 6
In the present invention, phosphogypsum of the Meleuzovsky Chemical Plant was used, previously neutralized with milk of lime to a pH of 6 7, which was not subjected to additional grinding. Phosphogypsum is a by-product of the production of extraction phosphoric acid, containing up to 98% calcium sulfate. The chemical composition of phosphogypsum is presented in table. one.

Мелкие остатки гашения извести являются побочным продуктом в технологии производства кальцинированной соды по аммиачному способу (при производстве известкового молока) и представляют собой известково-карбонатную смесь с содержанием СаО в пределах 26 38% и СаСО₃ в пределах 52 68% В предлагаемом изобретении использовались мелкие остатки гашения извести Стерлитамакского ПО "Сода", накопления которого в объединении составляют 300000 т. Химический состав мелких остатков гашения извести представлен в табл. 2.Small residues of slaking lime are a by-product in the production of soda ash using the ammonia method (in the production of milk of lime) and are a lime-carbonate mixture with CaO content in the range of 26–38% and CaCO ₃ in the range of 52–68%. In the present invention, small residues were used lime slaking of the Sterlitamak PO Soda, the accumulations of which in the association are 300,000 tons. The chemical composition of the small lime slaking residues is presented in Table. 2.

Химический состав доменного шлака мокрой грануляции Белорецкого и Магнитогорского металлургических комбинатов, используемого в предлагаемом изобретении, приведен в табл. 3. The chemical composition of blast furnace slag wet granulation Beloretsk and Magnitogorsk metallurgical plants used in the present invention, are given in table. 3.

Предлагаемое вяжущее получают следующим образом. Доменный гранулированный шлак и мелкие остатки гашения извести высушивают и подвергают раздельному помолу до тонкости, соответствующей удельной поверхности 3000 3500 см²/г ( 2 4% остатка на сите 008), затем смешивают с предварительно нейтрализованным до РН 6 7 и высушенным фосфогипсом до получения гомогенной массы. Полученное вяжущее испытывали по ГОСТ 310.1-81 на образцах-балочках размером 4х4х16 см, приготовленных на цементно-песчаном растворе состава 1:3 с использованием стандартного песка. Образцы испытывались по стандартной методике на изгиб в возрасте 7 и 28 суток. В качестве контрольного использовался состав вяжущего по авт. св. СССР N 1470698 с использованием доменного гранулированного шлака Белорецкого металлургического комбината (БМК), исходного фосфогипса Мелеузовского химического завода (МХЗ) и дефекационного шлама отхода свеклосахарного производства Чишминского сахарного завода.The proposed binder is prepared as follows. Granulated blast furnace slag and small lime slaking residues are dried and subjected to separate grinding to a fineness corresponding to a specific surface of 3000 3500 cm ² / g (2 4% of the residue on sieve 008), then mixed with pre-neutralized to pH 6 7 and dried phosphogypsum until homogeneous masses. The obtained binder was tested according to GOST 310.1-81 on samples-beams of 4x4x16 cm in size, prepared on a cement-sand mortar with a composition of 1: 3 using standard sand. Samples were tested according to the standard method for bending at the age of 7 and 28 days. As a control, the composition of the binder according to ed. St. USSR N 1470698 using blast furnace granulated slag of the Beloretsk Metallurgical Plant (BMK), the initial phosphogypsum of the Meleuzovsky Chemical Plant (MKhZ) and defecation sludge from the beet and sugar production of the Chishminsky sugar factory.

Примеры получения и испытания предлагаемых составов вяжущих приведены в табл.4. Examples of the preparation and testing of the proposed binder compositions are given in table 4.

Из табл.4 видно, что составы вяжущего по примерам 2 9 позволяют обосновать оптимальное содержание доменного гранулированного шлака, фосфогипса 15 20% и известьсодержащего компонента 4 6% При содержании фосфогипса менее 15% и более 20% прочностные свойства вяжущих снижаются, при содержании мелких остатков гашения извести более 6% прочностные характеристики не увеличиваются, а при его концентрации менее 4% они существенно снижаются. From table 4 it is seen that the binder compositions according to examples 2 to 9 allow us to justify the optimal content of blast furnace granulated slag, phosphogypsum 15 20% and lime-containing component 4 6% When phosphogypsum content is less than 15% and more than 20%, the strength properties of binders are reduced, with the content of small residues slaking lime more than 6% strength characteristics do not increase, and with its concentration of less than 4% they are significantly reduced.

Применение в составах вяжущих исходного фосфогипса, не прошедшего предварительной нейтрализации, существенно снижает прочностные показатели, особенно в раннем возрасте (состав 2D, табл.4). The use of initial phosphogypsum in binders that did not undergo preliminary neutralization significantly reduces strength indicators, especially at an early age (composition 2D, Table 4).

Заявляемые составы вяжущих с содержанием шлака 74 81% фосфогипса, прошедшего предварительную нейтрализацию 15 20% мелких остатков гашения извести (МОГ) 4 6% имеют более высокие показатели по ранней прочности в стандартном возрасте по сравнению с вяжущим прототипом, что дает возможность использовать его для изготовления различных бетонных и железобетонных конструкций, в особенности конструкций, работающих в условиях действия влажной среды (массивные гидротехнические сооружения) и грунтовых вод (фундаменты), а также для приготовления строительных растворов для каменных и штукатурных работ. The inventive binder compositions with a slag content of 74 81% phosphogypsum, which has undergone preliminary neutralization of 15 20% of fine lime slaking residues (MTF) 4 6% have higher rates of early strength at a standard age compared to the binder prototype, which makes it possible to use it for manufacturing various concrete and reinforced concrete structures, in particular structures operating in a humid environment (massive hydraulic structures) and groundwater (foundations), as well as for the preparation of builders mortar for stone and plastering.

Claims (1)

Вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, фосфогипс и известково-карбонатный отход производства, отличающееся тем, что оно содержит фосфогипс нейтрализованный, а в качестве известково-карбонатного отхода содержит мелкие остатки гашения извести отход производства известкового молока при следующем соотношении компонентов, мас. A binder, including blast furnace granulated slag, phosphogypsum and lime-carbonate production waste, characterized in that it contains neutralized phosphogypsum, and as lime-carbonate waste contains small residues of slaking lime, lime milk production waste in the following ratio of components, wt. Доменный гранулированный шлак 74 81
Нейтрализованный фосфогипс 15 20
Мелкие остатки гашения извести 4 6-Granulated blast furnace slag 74 81
Neutralized phosphogypsum 15 20
Small residues of slaking lime 4 6-

Images