RU2377200C1 - Binding - Google Patents

Binding Download PDF

Info

Publication number
RU2377200C1
RU2377200C1 RU2008126901A RU2008126901A RU2377200C1 RU 2377200 C1 RU2377200 C1 RU 2377200C1 RU 2008126901 A RU2008126901 A RU 2008126901A RU 2008126901 A RU2008126901 A RU 2008126901A RU 2377200 C1 RU2377200 C1 RU 2377200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
blast furnace
grinding
ferroboron
building
Prior art date
Application number
RU2008126901A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Прокопьевич Коробейников (RU)
Анатолий Прокопьевич Коробейников
Александр Николаевич Филин (RU)
Александр Николаевич Филин
Виктор Владимирович Барыльников (RU)
Виктор Владимирович Барыльников
Евгений Александрович Осокин (RU)
Евгений Александрович Осокин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ГОУ ВПО "СибГИУ")
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ГОУ ВПО "СибГИУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ГОУ ВПО "СибГИУ")
Priority to RU2008126901A priority Critical patent/RU2377200C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377200C1 publication Critical patent/RU2377200C1/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
    • 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
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042—Powdery mixtures
    • 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
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00215—Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00637—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as glue or binder for uniting building or structural materials
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/1037—Cement free compositions, e.g. hydraulically hardening mixtures based on waste materials, not containing cement as such
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: building.
SUBSTANCE: invention refers to building materials, particularly to compositions of non-clinker binding on base of blast furnace slag and it can be implemented at production of concrete and reinforced concrete items, building mortars, and dry building mixtures. Here is disclosed binding produced by means of grinding the mixture containing wt %: blast furnace slag 50-60; bi-water plaster stone 5-9, mountain sand of composition, wt %: SiO2 34.1-39.9; Al2O3 9.8-11.0; FeO+Fe2O3 12.8-26.1; CaO 11.3-13.7; MgO 4.2-5.7; MnO 0.3-0.55; SO3 1.7-3.2; Na2O+K2O 1.3-3.2; l.a.b. (losses after baking) 8.5-15, containing 10-20 % of garnet minerals, 8-10, slag of ferroboron melt - the rest; also grinding of mixture is performed to specific surface 450 m2/kg.
EFFECT: maximal utilisation of hydraulic activity of slag due to optimisation of substance composition.
2 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам бесклинкерного вяжущего на основе доменных шлаков, которое может быть использовано в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, сухих строительных смесей.The invention relates to building materials, namely, compositions of a clinker-free binder based on blast furnace slag, which can be used in the production of concrete and reinforced concrete products, mortars, dry building mixtures.

Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак, шлак от выплавки стали, нефелиновый шлам и активизатор твердения в виде смеси жидкого стекла и фторида калия [1]. Недостаток этого вяжущего - пониженная прочность на сжатие, пониженная водостойкость и морозостойкость.Known binder containing granulated blast furnace slag, steel smelting slag, nepheline sludge and hardening activator in the form of a mixture of liquid glass and potassium fluoride [1]. The disadvantage of this binder is reduced compressive strength, reduced water resistance and frost resistance.

Наиболее близким к предлагаемому вяжущему по технологической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее доменный гранулированный шлак, шлак производства низкоуглеродистого феррохрома [2].Closest to the proposed binder by technological nature and the achieved result is a binder, including blast furnace granulated slag, slag produced by low-carbon ferrochrome [2].

Недостаток - низкие влагостойкость и морозостойкость, а также прочность.The disadvantage is low moisture resistance and frost resistance, as well as strength.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении прочности, влагостойкости и морозостойкости вяжущего при использовании в его составе доменного шлака и шлака от выплавки ферробора при твердении вяжущего в нормальных условиях; утилизация доменного шлака и шлака от выплавки ферробора.The task of the invention is to increase the strength, moisture resistance and frost resistance of the binder when using blast furnace slag and slag from smelting ferroboron during hardening of the binder under normal conditions; disposal of blast furnace slag and slag from smelting ferroboron.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в оптимизации вещественного состава и соотношения компонентов и максимальном использовании гидравлической (химической) активности шлаков.The technical result obtained by carrying out the invention is to optimize the material composition and ratio of components and the maximum use of the hydraulic (chemical) activity of the slag.

Для достижения изобретением технического результата вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, двуводный гипс, шлак ферропроизводства, отличающееся тем, что содержит в качестве шлака ферропроизводства - шлак от выплавки ферробора и дополнительно - горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; SO3 1,7-3,2; Na2O+K2O 1,3-3,2; п.п.п. 8,5-15,0, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the technical result of the invention, an astringent obtained by grinding a mixture including blast furnace slag, gypsum gypsum, ferro-production slag, characterized in that it contains ferro-production slag as a slag and, in addition, mountain sand composition, wt.%: SiO 2 34, 1-39.9; Al 2 O 3 9.8-11.0; FeO + Fe 2 O 3 12.8-26.1; CaO 11.3-13.7; MgO 4.2-5.7; MnO 0.3-0.55; SO 3 1.7-3.2; Na 2 O + K 2 O 1.3-3.2; p.p.p. 8.5-15.0, containing 10-20% of the minerals of pomegranates, in the following ratio of components, wt.%:

доменный шлакblast furnace slag 50-6050-60 двуводный гипсgypsum plaster 5-95-9 указанный горный песокindicated mountain sand 8-108-10 шлак от выплавки ферробораferroboron smelting slag остальное,rest,

причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 450 м2/кг.moreover, grinding the mixture is carried out to a specific surface of 450 m 2 / kg

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что минералогический состав клинкера, доменного шлака, шлака от выплавки ферробора и минералов гранатов, содержащихся в горном песке, идентичны. Это позволяет заменить в вяжущем клинкер шлаком от выплавки ферробора. Доменный шлак, горный песок, содержащий минералы гранаты, и шлак от выплавки ферробора обладают вяжущими свойствами. Оптимизация состава предлагаемого вяжущего позволяет повысить прочность и морозостойкость. Доменный шлак, горный песок и шлак от выплавки ферробора обладают различной морозостойкостью и при помоле в вяжущем достигается большое количество тонкоизмельченного доменного шлака, затем более крупных частиц из шлака от выплавки ферробора, наиболее твердым является горный песок. Поэтому при затворении вяжущего первоначально гидратируются мелкие частицы доменного шлака, затем более крупные частицы шлака от выплавки ферробора и далее частицы гранатов. В результате такой очередности наблюдается более интенсивное уплотнение и упрочнение структуры цементного камня. Высокое содержание в шлаке от выплавки ферробора алюминатов усиливает реакцию гидратации, поэтому предлагаемое вяжущее является быстротвердеющим и не требует пропарки. Преимущество предлагаемого изобретения заключается в том, что используются отходы производства: доменный шлак, двуводный гипс, шлак от выплавки ферробора и горный песок - отходы обогащения железных руд. При этом увеличивается прочность и морозостойкость вяжущего. В совокупности предложенные вещества обеспечивают высокое качество вяжущего.The essence of the claimed invention is that the mineralogical composition of clinker, blast furnace slag, slag from the smelting of ferroboron and minerals of garnets contained in mountain sand are identical. This makes it possible to replace slag from smelting ferroboron in the knitting clinker. Blast furnace slag, mountain sand containing garnet minerals, and slag from smelting ferroboron have astringent properties. Optimization of the composition of the proposed binder can increase strength and frost resistance. Blast furnace slag, mountain sand and slag from smelting ferroboron have different frost resistance and when grinding in a binder, a large amount of finely ground blast furnace slag is achieved, then larger particles from slag from smelting of ferroboron, the hardest is mountain sand. Therefore, when mixing the binder, small particles of blast furnace slag are hydrated initially, then larger particles of slag from smelting of ferroboron and then particles of garnets. As a result of this sequence, more intensive compaction and hardening of the structure of cement stone is observed. The high content in the slag from the smelting of ferroboron aluminates enhances the hydration reaction, so the proposed binder is quick-hardening and does not require steaming. The advantage of the invention lies in the fact that production waste is used: blast furnace slag, two-water gypsum, ferroboron smelting slag and mountain sand - iron ore dressing waste. This increases the strength and frost resistance of the binder. Together, the proposed substances provide high quality binder.

Для получения предлагаемого вяжущего применяли доменный дробленный или гранулированный шлак О.А.О. «Кузнецкий металлургический комбинат», гипс двуводный и горный песок О.А.О. «Абагурская агломерационная фабрика» и шлак от выплавки ферробора одного из заводов Урала. Химический состав шлаков и горного песка приведены в таблице 1; состав смеси компонентов приведены в таблице 2.To obtain the proposed binder used crushed or granulated blast furnace slag O.A.O. Kuznetsk Metallurgical Plant, two-water gypsum and mountain sand O.A.O. "Abagur agglomeration factory" and slag from smelting ferroboron of one of the plants of the Urals. The chemical composition of slag and mountain sand are shown in table 1; the composition of the mixture of components are shown in table 2.

Таблица 1Table 1 МатериалMaterial Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 FeO+Fe2O3 FeO + Fe 2 O 3 CaOCaO MgOMgO В2О3 B 2 O 3 MnOMnO SO3 SO 3 Na2O+K2ONa 2 O + K 2 O П.П.П.P.P.P. Доменный шлакBlast furnace slag 36,2-42,036.2-42.0 12,3-1712.3-17 0,6-2,60.6-2.6 38-42,238-42,2 4,8-9,94.8-9.9   0,21-1,10.21-1.1 0,4-1,20.4-1.2 0,13-0,170.13-0.17 0,10-0,150.10-0.15 Песок горныйSand mountain 34,1-39,934.1-39.9 9,8-119.8-11 12,8-26,112.8-26.1 11,3-13,711.3-13.7 4,2-5,74.2-5.7   0,3-0,550.3-0.55 1,7-3,21.7-3.2 1,3-3,21.3-3.2 8,5-158.5-15 Шлак от выплавки ферробораFerroboron smelting slag 0,6-1,20.6-1.2 65-7365-73 2-42-4 10-1410-14 3-73-7 6-106-10        

Figure 00000001
Figure 00000001

Компоненты вяжущего сушили в сушильном шкафу при 115°С, размалывали в лабораторной мельнице до удельной поверхности 450 м2/кг, затворяли водой до получения теста нормальной густоты, изготавливали балочки размером 4×4×16 см и кубики размером 7×7×7 см. Уплотняли на стандартной виброплощадке 3 минуты. Твердение осуществляли в нормальных условиях в гидравлической ванне при 25°С. Испытание образцов проводили в возрасте 28 суток. Испытание образцов на морозостойкость выполняли по ГОСТ 7025-78. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Как видно из таблицы, предлагаемое вяжущее характеризуется, по сравнению с известным, более высокой прочностью и морозостойкостью, а также влагостойкостью.The binder components were dried in an oven at 115 ° С, ground in a laboratory mill to a specific surface of 450 m 2 / kg, closed with water until a test of normal density was obtained, beams 4 × 4 × 16 cm in size and cubes 7 × 7 × 7 cm in size were made . Sealed on a standard vibrating platform for 3 minutes. Hardening was carried out under normal conditions in a hydraulic bath at 25 ° C. Testing of samples was performed at the age of 28 days. The samples were tested for frost resistance according to GOST 7025-78. The test results are shown in table 2. As can be seen from the table, the proposed binder is characterized, in comparison with the known, higher strength and frost resistance, as well as moisture resistance.

Получение предлагаемого вяжущего позволяет расширить область эффективного использования металлургических шлаков, гипса двуводного, отходов обогащения и создать базу для производства дешевых строительных материалов.Obtaining the proposed binder allows you to expand the field of efficient use of metallurgical slag, gypsum gypsum, enrichment waste and create the basis for the production of cheap building materials.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР 1608152, МКИ 6 С04В 7/14, 23.11.1990.1. A.S. USSR 1608152, MKI 6 С04В 7/14, 11/23/1990.

2. А.с. СССР 1479432, МПК 4 С04В 7/153, 15.05.1989.2. A.S. USSR 1479432, IPC 4 С04В 7/153, 05.15.1989.

Claims (1)

Вяжущее, полученное помолом смеси, включающей доменный шлак, двуводный гипс, шлак ферропроизводства, отличающееся тем, что содержит в качестве шлака ферропроизводства шлак от выплавки ферробора и дополнительно горный песок состава, мас.%: SiO2 34,1-39,9; Al2O3 9,8-11,0; FeO+Fe2O3 12,8-26,1; CaO 11,3-13,7; MgO 4,2-5,7; MnO 0,3-0,55; SO3 1,7-3,2; Na2O+K2O 1,3-3,2; п.п.п. 8,5-15, содержащий 10-20% минералов гранатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
доменный шлак 50-60 двуводный гипс 5-9 указанный горный песок 8-10 шлак от выплавки ферробора остальное

причем помол смеси осуществляют до удельной поверхности 450 м2/кг. The binder obtained by grinding a mixture including blast furnace slag, gypsum gypsum, ferro-production slag, characterized in that it contains slag from ferro-smelting and additionally mountain sand as a ferro-production slag, wt.%: SiO 2 34.1-39.9; Al 2 O 3 9.8-11.0; FeO + Fe 2 O 3 12.8-26.1; CaO 11.3-13.7; MgO 4.2-5.7; MnO 0.3-0.55; SO 3 1.7-3.2; Na 2 O + K 2 O 1.3-3.2; p.p.p. 8.5-15, containing 10-20% of the minerals of pomegranates, in the following ratio of components, wt.%:
blast furnace slag 50-60 gypsum plaster 5-9 indicated mountain sand 8-10 ferroboron smelting slag rest

moreover, grinding the mixture is carried out to a specific surface of 450 m 2 / kg
RU2008126901A 2008-07-01 2008-07-01 Binding RU2377200C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126901A RU2377200C1 (en) 2008-07-01 2008-07-01 Binding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126901A RU2377200C1 (en) 2008-07-01 2008-07-01 Binding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2377200C1 true RU2377200C1 (en) 2009-12-27

Family

ID=41642948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126901A RU2377200C1 (en) 2008-07-01 2008-07-01 Binding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377200C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452702C1 (en) * 2010-10-01 2012-06-10 Витаутас Валентинович Сенкус Binder and method of its preparation for production of decorative concrete

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГЕРШБЕРГ О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. - М.: Гос. издательство литературы по строительным материалам, 1957, с.55. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452702C1 (en) * 2010-10-01 2012-06-10 Витаутас Валентинович Сенкус Binder and method of its preparation for production of decorative concrete

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Cementitious properties of super-fine steel slag
Turgut Masonry composite material made of limestone powder and fly ash
Mahmoud et al. Groundnut shell ash as a partial replacement of cement in sandcrete blocks production
Saleh et al. Sustainable composite of improved lightweight concrete from cement kiln dust with grated poly (styrene)
Boncukcuoğlu et al. Utilization of borogypsum as set retarder in Portland cement production
Rajesh et al. Performance of alkali activated slag with various alkali activators
Özdemir et al. Utilization of clay wastes containing boron as cement additives
Lorca et al. Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition
Snelson et al. Resistance of mortar containing unprocessed pulverised fuel ash (PFA) to sulphate attack
Joshi et al. Bio-consolidation of cracks with fly ash amended biogrouting in concrete structures
CN104609760A (en) Blast-furnace slag powder activity activator
CN106277881A (en) A kind of compounded mineral admixture
Yurt et al. Comparative study of hazelnut-shell biomass ash and metakaolin to improve the performance of alkali-activated concrete: A sustainable greener alternative
Al-Waked et al. Enhancing the aggregate impact value and water absorption of demolition waste coarse aggregates with various treatment methods
CN102295933A (en) Special stabilizing agent for chromium polluted soil
CN114163150A (en) Method for preparing cementing material by using water-washed waste incineration fly ash and application
KR101078715B1 (en) Natural friendly-porous concrete block with function of purificating water using charcoal from waste woods
Niu et al. Synergistic excitation mechanism of CaO-SiO2-Al2O3-SO3 quaternary active cementitious system
Tamayo et al. Feasibility of silicomanganese slag as cementitious material and as aggregate for concrete
Wang et al. Feasibility of low-carbon electrolytic manganese residue-based supplementary cementitious materials
Martins et al. Influence of a LAS-based modifying admixture on cement-based composites containing steel slag powder
RU2377200C1 (en) Binding
KR101096012B1 (en) Natural friendly-concrete block with function of purificating water using composition of firm-agent and recyclable materials
RU2368577C1 (en) Binder
RU2374193C1 (en) Binder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100702