RU2743159C1 - Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof - Google Patents
Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743159C1 RU2743159C1 RU2019144441A RU2019144441A RU2743159C1 RU 2743159 C1 RU2743159 C1 RU 2743159C1 RU 2019144441 A RU2019144441 A RU 2019144441A RU 2019144441 A RU2019144441 A RU 2019144441A RU 2743159 C1 RU2743159 C1 RU 2743159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- alkaline material
- building
- alkaline
- products
- 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
- 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
- C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag 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
- 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
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/14—Cements containing slag
- C04B7/147—Metallurgical slag
- C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к способу получения шлакощелочного материала для строительных изделий и шлакощелочному материалу, полученному этим способом, и может быть использовано в качестве самостоятельного строительного материала или при изготовлении строительных изделий дорожного, гражданского и промышленного строительства, в том числе стеновых блоков, тротуарных изделий, бордюрного камня.The invention relates to the building materials industry, in particular to a method for producing slag-alkaline material for construction products and slag-alkaline material obtained by this method, and can be used as an independent building material or in the manufacture of building products for road, civil and industrial construction, including wall blocks, sidewalk products, curbstone.
Известен способ получения шлакощелочных строительных изделий на основе доступного сырья, например, путем помола гранулированного шлака в мельницах различного типа с последующим затворением продукта помола щелочесодержащими растворами и отверждением заготовок в обычных условиях, при сушке или автоклавировании с образованием прочных конгломератов, имеющих высокую прочность и водостойкость [Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. - Киев: Будiвельник, 1978. - 177 с.].A known method of producing slag-alkali construction products based on available raw materials, for example, by grinding granular slag in mills of various types, followed by mixing the grinding product with alkali-containing solutions and solidifying the workpieces under normal conditions, during drying or autoclaving to form strong conglomerates with high strength and water resistance [ Glukhovsky V.D., Pakhomov V.A. Slag-alkali cements and concretes. - Kiev: Budivelnik, 1978. - 177 p.].
Недостатком такого вида вяжущего является высокое водопоглощение из-за повышенной капиллярной пористости. Недостатком такого способа является низкая гидравлическая активность вяжущих при твердении в естественных условиях и воде, использование энергоемкой стадии автоклавирования, что усложняет технологию производства. На поверхности бетонов и растворов при увлажнении и высушивании образуются высолы щелочного компонента вяжущего.The disadvantage of this type of binder is high water absorption due to increased capillary porosity. The disadvantage of this method is the low hydraulic activity of the binders during hardening in natural conditions and water, the use of an energy-intensive autoclaving stage, which complicates the production technology. On the surface of concrete and mortars, when moistened and dried, efflorescence of the alkaline component of the binder is formed.
Известны вяжущие, полученные из измельченного до дисперсности 300-350 м2/кг шлака и щелочного активатора [Глуховский, В.Д. Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих / В.Д Глуховский, П.В. Кривенко, Г.В. Румына, В.Л. Герасимчук. - К.: Будiвельник, 1988, с. 45-48]. В качестве активатора, при введении которого достигаются наибольшие прочностные характеристики, предложено использовать низкомодульные щелочные стекла плотностью 1250-1300 кг/м3 и модулем 1-2. В зависимости от содержания в композиции жидкого стекла прочность на различных шлаках варьируется в пределах от 50 до 100 МПа. Одним из существенных недостатков данного вяжущего является преждевременное схватывание смеси, усложняющее операцию укладки, высокие усадочные деформации вяжущего, снижающие его долговечность, а также невысокая прочность при сжатии.Known binders obtained from crushed to a fineness of 300-350 m 2 / kg slag and an alkaline activator [Glukhovsky, V.D. Production of concrete and structures on the basis of slag-alkali binders / V.D. Glukhovsky, P.V. Krivenko, G.V. Romanian, V.L. Gerasimchuk. - K .: Budivelnik, 1988, p. 45-48]. As an activator, with the introduction of which the greatest strength characteristics are achieved, it is proposed to use low-modulus alkaline glasses with a density of 1250-1300 kg / m 3 and a module of 1-2. Depending on the content of water glass in the composition, the strength on various slags varies from 50 to 100 MPa. One of the significant disadvantages of this binder is the premature setting of the mixture, which complicates the laying operation, high shrinkage deformations of the binder, which reduce its durability, as well as low compressive strength.
Известен способ получения вяжущего, включающий помол шлака с добавкой, повышающей гидравлическую активность вяжущего, с последующим затворением раствором жидкого стекла, в качестве указанной добавки используют алюмосиликатную добавку - кремнистую цеолитсодержащую породу Татарско-Шатршанского месторождения РТ или отход производства жидкого стекла из кремнистой цеолитсодержащей породы Татарско-Шатршанского месторождения РТ, или крошку синтетического цеолита - отход производства ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" при соотношении компонентов, мас.%: шлак и указанная добавка при их соотношении 1:(0,05-0,1)-70-75, жидкое стекло - 25-30 (Пат. РФ 2273610, С04В 7/153. Рахимов М.М., Хабибуллина Н.Р., Рахимов Р.З., Биккинина Х.Г., Шарафутдинова Р.Х., Гатауллин Р.Ф. Способ получения вяжущего. Опубл. 10.04.2006. Бюл. №10).A known method of producing a binder, including grinding slag with an additive that increases the hydraulic activity of the binder, followed by mixing with a solution of water glass, as the specified additive, an aluminosilicate additive is used - a siliceous zeolite-containing rock of the Tatar-Shatrshansk deposit of the Republic of Tatarstan or waste of the production of water glass from a siliceous zeolite-containing rock Shatrshanskiy deposit of the Republic of Tatarstan, or a crumb of synthetic zeolite - a waste of production of JSC "Salavatnefteorgsintez" at a ratio of components, wt.%: Slag and the specified additive at a ratio of 1: (0.05-0.1) -70-75, liquid glass - 25 -30 (Patent RF 2273610, С04В 7/153. Rakhimov M.M., Khabibullina N.R., Rakhimov R.Z., Bikkinina H.G., Sharafutdinova R.Kh., Gataullin R.F. binder. Publ. 10.04.2006. Bull. No. 10).
Недостатком данного способа является повышенный расход жидкого стекла. Кроме того, недостатком данного вяжущего является невысокая прочность при сжатии и наличие экономической целесообразности их получения только на производствах, располагающихся вблизи промышленных предприятий, продукцией или отходами которых является синтетический цеолит.The disadvantage of this method is the increased consumption of liquid glass. In addition, the disadvantage of this binder is its low compressive strength and the presence of economic feasibility of obtaining them only in industries located near industrial enterprises, the product or waste of which is synthetic zeolite.
Известно вяжущее, содержащее гранулированный доменный шлак, соду кальцинированную техническую и кремнеземистую добавку - микрокремнезем конденсированный при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранулированный доменный шлак - 92,3-95,2, микрокремнезем конденсированный - 1,3-4,6, сода кальцинированная техническая в пересчете на сухое вещество - 3,1-3,5 (Пат. РФ 2289551, С04В 7/153. Гатауллин Р.Ф., Хабибуллина Н.Р., Рахимов Р.З., Рахимов М.М. Вяжущее. Опубл. 20.12.2006. Бюл. №35).Known binder containing granular blast furnace slag, technical soda ash and silica additive - condensed silica fume with the following ratio of components, wt%: granular blast furnace slag - 92.3-95.2, condensed silica fume - 1.3-4.6, soda technical calcined in terms of dry matter - 3.1-3.5 (Pat. RF 2289551, С04В 7/153. Gataullin R.F., Khabibullina N.R., Rakhimov R.Z., Rakhimov M.M. Astringent . Publ. 20.12.2006. Bull. No. 35).
Недостатком данного вида вяжущего является сложность в равномерном распределении конденсированного кремнезема по фракциям шлака при перемешивании на стадии приготовления шлакощелочного раствора или бетона из-за его очень высокой удельной поверхности (15000-25000 м2/кг). Происходит агрегатирование микрокремнезема вокруг более крупных частиц гранулированного доменного шлака, что значительно затрудняет получение гомогенной смеси, обеспечивающей однородность структуры вяжущего и повышает расход воды затворения. В результате, неоднородность структуры вяжущего и повышенный расход воды затворения является причиной ухудшения физико-механических свойств, что приводит к снижению прочности и повышению открытой пористости и водопоглощения шлакощелочного вяжущего.The disadvantage of this type of binder is the difficulty in the uniform distribution of condensed silica over the slag fractions during mixing at the stage of preparation of a slag-alkaline solution or concrete due to its very high specific surface area (15000-25000 m 2 / kg). There is an aggregation of microsilica around larger particles of granular blast-furnace slag, which significantly complicates the production of a homogeneous mixture that ensures the homogeneity of the binder structure and increases the consumption of mixing water. As a result, the heterogeneity of the binder structure and the increased consumption of mixing water is the reason for the deterioration of the physical and mechanical properties, which leads to a decrease in strength and an increase in open porosity and water absorption of the slag-alkali binder.
Еще одним недостатком данного вяжущего является наличие экономической целесообразности его получения только на производствах, располагающихся вблизи промышленных предприятий, продукцией или отходами которых является микрокремнезем.Another disadvantage of this binder is that it is economically feasible to obtain it only in industries located near industrial enterprises, whose products or waste is microsilica.
Недостатком способа получения указанного вяжущего является необходимость приготовления для затворения вяжущего водного раствора щелочного компонента соды, что усложняет технологию производства вяжущего и, соответственно, приготовления растворов и бетонов на его основе как в заводских условиях, так и в условиях строительной площадки.The disadvantage of the method for obtaining the specified binder is the need to prepare for mixing the binder aqueous solution of an alkaline component of soda, which complicates the production technology of the binder and, accordingly, the preparation of solutions and concretes based on it, both in the factory and in the construction site.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, т.е. прототипом, является шлакощелочное вяжущее, содержащее шлак гранулированный - 54,55-94,45, натриевое жидкое стекло - 4,09-40,90 с силикатным модулем 3,19, двухзамещенный ортосиликат натрия Na2H2SiO4×8H2O - 0,46-4,55 (Пат. РФ 2247697, С04В 7/14. Косенко Н.Ф., Багирова Э.Г Шлакощелочное вяжущее. Опубл. 10.03.2005. Бюл. №7).Closest to the proposed invention in terms of technical essence and the achieved result, i.e. the prototype is a slag-alkaline binder containing granulated slag - 54.55-94.45, sodium water glass - 4.09-40.90 with a silicate modulus of 3.19, disubstituted sodium orthosilicate Na 2 H 2 SiO 4 × 8H 2 O - 0.46-4.55 (US Pat. RF 2247697, C04B 7/14. Kosenko NF, Bagirova EG Slag-alkaline binder. Publ. 10.03.2005. Bull. No. 7).
Недостатком данного вяжущего является невысокая прочность при сжатии и повышенный расход жидкого стекла.The disadvantage of this binder is its low compressive strength and increased consumption of liquid glass.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии и водостойкости, снижение водопоглощения, улучшение формовочных свойств сырьевой смеси и снижение энергоемкости способа изготовления строительных изделий на основе шлакощелочного вяжущего.The technical result of the invention is an increase in compressive strength and water resistance, a decrease in water absorption, an improvement in the molding properties of a raw mixture and a decrease in the energy consumption of a method for manufacturing construction products based on a slag-alkali binder.
Этот технический результат достигается способом получения шлакощелочного материала для строительных изделий, заключающемся в смешивании гранулированного доменного шлака (75-85 мас.%), молотого до удельной поверхности 450-500 м2/кг, с активатором - натриевым жидким стеклом (15-25 мас.%) с силикатным модулем n=1÷3, плотностью ρ=1400 кг/м3 и долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 2,2-6,3%, и суперпластификатором на основе поликарбоксилатного эфира Glenium®51 (0,1-0,3 мас.% от массы жидкого стекла сверх 100%), формовании изделий из приготовленной смеси прессованием при давлении 100-150 МПа и отверждении путем тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95+5°С.This technical result is achieved by the method of obtaining slag-alkaline material for building products, which consists in mixing granulated blast-furnace slag (75-85 wt.%), Ground to a specific surface area of 450-500 m 2 / kg, with an activator - sodium water glass (15-25 wt. .%) with a silicate modulus n = 1 ÷ 3, density ρ = 1400 kg / m 3 and a fraction of the alkaline component in terms of Na 2 O equal to 2.2-6.3%, and a superplasticizer based on polycarboxylate ether Glenium®51 (0.1-0.3 wt.% Of the mass of liquid glass over 100%), molding products from the prepared mixture by pressing at a pressure of 100-150 MPa and curing by heat-moisture treatment according to the mode 3 + 6 + 3 hours at a temperature of isothermal heating 95 + 5 ° C.
Этот технический результат достигается также шлакощелочным материалом для строительных изделий, полученным указанным выше способом.This technical result is also achieved by a slag-alkaline material for building products obtained by the above method.
Согласно изобретению, для приготовления сырьевой смеси осуществляли помол гранулированного доменного шлака ПАО «Тулачермет» (табл. 1) по ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменный и электротермофосфорный гранулированные для производства цементов» до удельной поверхности 450-500 м2/кг, смешивали щелочной активатор - натриевое жидкое стекло с силикатным модулем n=1÷3, плотностью ρ=1400 кг/м3 и долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 2,2-6,3%, с пластифицирующей добавкой - суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира Glenium®51 (BASF), добавляли полученную смесь активатора к молотому шлаку с последующим тщательным перемешиванием и гомогенизацией сырьевой смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный молотый гранулированный доменный шлак - 75-85, указанное натриевое жидкое стекло - 15-25, указанный суперпластификатор - 0,1-0,3% от содержания жидкого стекла (сверх 100%).According to the invention, for the preparation of the raw mixture, the granulated blast-furnace slag of PJSC Tulachermet (Table 1) was ground according to GOST 3476-74 "Blast-furnace and electrothermophosphoric slag granulated for the production of cements" to a specific surface area of 450-500 m 2 / kg, the alkaline activator was mixed - sodium liquid glass with a silicate modulus n = 1 ÷ 3, density ρ = 1400 kg / m 3 and the proportion of alkaline component in terms of Na 2 O equal to 2.2-6.3%, with a plasticizing additive - a superplasticizer based on polycarboxylate ester Glenium®51 (BASF), the resulting mixture of activator was added to the ground slag, followed by thorough mixing and homogenization of the raw mixture, with the following ratio of components, wt%: the specified ground granulated blast-furnace slag - 75-85, the specified sodium water glass - 15- 25, the specified superplasticizer - 0.1-0.3% of the content of water glass (over 100%).
Для щелочной активации использовали натриевое жидкое стекло производства ЗАО "Скопинский строительный комбинат" плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=3, соответствующий требованиям ГОСТ 13078-81 "Силикат натрия растворимый" с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O 2,2%, а также комплексный активатор, состоящий из раствора гидроксида натрия - NaOH и натриевого жидкого стекла, позволяющий снизить силикатный модуль раствора активатора до n=1 с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O 6,3%.For alkaline activation, we used sodium liquid glass produced by ZAO Skopinsky Construction Plant with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 3, corresponding to the requirements of GOST 13078-81 "Soluble sodium silicate" with an alkaline component in terms of Na 2 O 2, 2%, as well as a complex activator consisting of a solution of sodium hydroxide - NaOH and sodium water glass, which makes it possible to reduce the silicate modulus of the activator solution to n = 1 with the proportion of the alkaline component in terms of Na 2 O 6.3%.
Таким образом, заявленный шлакощелочной материал отличается от прототипа тем, что его состав дополнительно содержит суперпластификатор Glenium®51 (BASF) в количестве 0,1-0,3 мас.% от содержания щелочного активатора, ранее не применявшийся в составах шлакощелочных вяжущих, с целью снижения водопоглощения и регулирования технологических свойств сырьевой смеси, а также способом прессования при давлении 100-150 МПа, повышающим физико-механические свойства шлакощелочного материала.Thus, the inventive shlakoshchelochnyh material differs from the prototype in that its composition further comprises a superplasticizer Glenium ® 51 (BASF) in an amount of 0.1-0.3 wt.% Of the alkali content of the activator, not previously used as a part shlakoshchelochnyh binders, with a view to reducing water absorption and regulating the technological properties of the raw mixture, as well as by pressing at a pressure of 100-150 MPa, which increases the physical and mechanical properties of the slag-alkali material.
Необходимо отметить, что только при наличии всей совокупности признаков заявленного изобретения возможно достижение указанного технического результата, а именно: повышение прочности и водостойкости, а также снижение открытой пористости и водопоглощения, улучшение формовочных свойств сырьевой смеси и снижение энергоемкости способа изготовления строительных изделий на основе шлакощелочного вяжущего. Введение комплекса, состоящего из гидроксида натрия - NaOH и натриевого жидкого стекла, направлено на повышение прочности шлакощелочного материала при сжатии.It should be noted that only in the presence of the entire set of features of the claimed invention is it possible to achieve the specified technical result, namely: increasing the strength and water resistance, as well as reducing open porosity and water absorption, improving the molding properties of the raw mixture and reducing the energy consumption of the method for manufacturing construction products based on slag-alkaline binder ... The introduction of a complex consisting of sodium hydroxide - NaOH and sodium water glass is aimed at increasing the strength of the slag-alkaline material in compression.
Шлакощелочной материал готовят следующим образом.Slag-alkaline material is prepared as follows.
Производится помол гранулированного доменного шлака до Sуд=450÷500 м2/кг. К раствору натриевого жидкого стекла плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=1÷3 приливают суперпластификатор Glenium®51 (BASF) в количестве 0,1-0,3 мас.% от содержания активатора в сырьевой смеси (сверх 100%) и тщательно перемешивают. Молотый шлак затворяют полученным раствором натриевого жидкого стекла и суперпластификатора в соответствие с рецептурой сырьевой смеси, при этом соотношение компонентов составляет, мас.%: указанный гранулированный доменный шлак - 75-85, натриевое жидкое стекло - 15-25, указанный суперпластификатор - 0,1-0,3% от содержания жидкого стекла (сверх 100%). Из приготовленной смеси методом прессования при давлении 100-150 МПа изготавливали образцы-кубы. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли: 1) при твердении в нормальных условиях через 28 суток; 2) после тепловлажностной обработки по режиму, включающему нагрев в течение 3 часов от комнатной температуры до температуры изотермического прогрева 95±5°С, выдержку в течение 6 часов при 95±5°С и охлаждение в течение 3 часов до комнатной температуры (3+6+3 ч).The granulated blast-furnace slag is ground to Ssp = 450 ÷ 500 m 2 / kg. Superplasticizer Glenium®51 (BASF) is added to a solution of sodium water glass with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 1 ÷ 3 in an amount of 0.1-0.3 wt% of the activator content in the raw mixture (over 100%) and mix thoroughly. Ground slag is closed with the obtained solution of sodium water glass and superplasticizer in accordance with the recipe of the raw mixture, while the ratio of the components is, wt%: the specified granular blast furnace slag - 75-85, sodium water glass - 15-25, the specified superplasticizer - 0.1 -0.3% of the content of liquid glass (over 100%). Sample cubes were made from the prepared mixture by pressing at a pressure of 100-150 MPa. Strength, water resistance and water absorption of samples of slag-alkaline material were determined: 1) during hardening under normal conditions after 28 days; 2) after heat and humidity treatment according to the mode including heating for 3 hours from room temperature to the temperature of isothermal heating 95 ± 5 ° С, holding for 6 hours at 95 ± 5 ° С and cooling for 3 hours to room temperature (3+ 6 + 3 h).
Пример 1. Для сравнения традиционным способом виброуплотнения были изготовлены образцы, не содержащие пластифицирующей добавки (контрольные образцы): шлакощелочной материал, включающий (мас.%): молотый до Sуд=450 м2/кг гранулированный доменный шлак - 75 и натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3, с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O равной 2,2 и плотностью 1400 кг/м3 - 25. Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом виброуплотнения. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 1. For comparison, by the traditional method of vibration compaction, samples were made that did not contain a plasticizing additive (control samples): slag-alkaline material, including (wt%): granulated blast-furnace slag - 75 milled to Ssp = 450 m 2 / kg and sodium water glass with silicate module 3, with the proportion of the alkaline component in terms of Na 2 O equal to 2.2 and a density of 1400 kg / m 3 - 25. Raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by vibration compaction. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkali material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the 3 + 6 + 3 h regime at an isothermal heating temperature of 95 ± 5 ° C and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Пример 2. Шлакощелочной материал, включающий (мас.%): молотый до Sуд=500 м2/кг гранулированный доменный шлак - 80, натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3, с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 2,2% и плотностью 1400 кг/м3 - 20 и суперпластификатор Glenium® 51-0,1 от содержания натриевого жидкого стекла (сверх 100%). Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом прессования при давлении 100 МПа. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 2. Slag-alkaline material, including (wt.%): Ground to Ssp = 500 m 2 / kg granular blast-furnace slag - 80, sodium water glass with silicate modulus 3, with the proportion of the alkaline component in terms of Na 2 O equal to 2, 2% and a density of 1400 kg / m 3 - 20 and superplasticizer Glenium ® 51 - 0.1 from the content of sodium water glass (over 100%). The raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by pressing at a pressure of 100 MPa. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkali material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the 3 + 6 + 3 h regime at an isothermal heating temperature of 95 ± 5 ° C and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Пример 3. Шлакощелочной материал, включающий молотый до Sуд=500 м2/кг гранулированный доменный шлак - 85 мас.%; комплексный щелочной активатор - натриевое жидкое стекло с плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=1 и с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 6,3%, состоящий из раствора натриевого жидкого стекла с модулем n=3 и раствора гидроксида натрия NaOH - 15 мас.% и суперпластификатор Glenium®51 - 0,3 мас.% от содержания натриевого жидкого стекла (сверх 100%). Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом прессования при давлении 150 МПа. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 3. Slag-alkaline material, including ground to Ssp = 500 m 2 / kg granulated blast-furnace slag - 85 wt.%; complex alkaline activator - sodium water glass with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 1 and with a proportion of an alkaline component in terms of Na 2 O equal to 6.3%, consisting of a solution of sodium water glass with a modulus n = 3 and sodium hydroxide solution NaOH - 15 wt.% and superplasticizer Glenium ® 51 - 0.3 wt.% from the content of sodium water glass (over 100%). The raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by pressing at a pressure of 150 MPa. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkali material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the 3 + 6 + 3 h regime at an isothermal heating temperature of 95 ± 5 ° C and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Пример 4. Шлакощелочной материал, включающий молотый до Sуд=475 м2/кг гранулированный доменный шлак - 80 мас.%; комплексный щелочной активатор - натриевое жидкое стекло с плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=2 и с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 4,2%, состоящий из раствора натриевого жидкого стекла с модулем n=3 и раствора гидроксида натрия NaOH - 20 мас.% и суперпластификатор Glenium®51 - 0,2 мас.% от содержания натриевого жидкого стекла (сверх 100%). Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом прессования при давлении 125 МПа. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95+5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 4. Slag-alkaline material, including ground to Ssp = 475 m 2 / kg granulated blast-furnace slag - 80 wt.%; complex alkaline activator - sodium liquid glass with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 2 and with a fraction of the alkaline component in terms of Na 2 O equal to 4.2%, consisting of a solution of sodium liquid glass with a modulus n = 3 and sodium hydroxide solution NaOH - 20 wt.% and superplasticizer Glenium®51 - 0.2 wt.% of the content of sodium water glass (over 100%). The raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by pressing at a pressure of 125 MPa. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkaline material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the regime of 3 + 6 + 3 h at an isothermal heating temperature of 95 + 5 ° С and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Пример 5. Шлакощелочной материал, включающий молотый до Sуд=450 м2/кг гранулированный доменный шлак - 75 мас.%; комплексный щелочной активатор - натриевое жидкое стекло с плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=1 и с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 6,3%, состоящий из раствора натриевого жидкого стекла с модулем n=3 и раствора гидроксида натрия NaOH - 25 мас.% и суперпластификатор Glenium®51 - 0,1 мас.% от содержания натриевого жидкого стекла (сверх 100%). Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом прессования при давлении 100 МПа. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 5. Slag-alkaline material, including ground to Ssp = 450 m 2 / kg granulated blast-furnace slag - 75 wt.%; complex alkaline activator - sodium water glass with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 1 and with a proportion of an alkaline component in terms of Na 2 O equal to 6.3%, consisting of a solution of sodium water glass with a modulus n = 3 and sodium hydroxide solution NaOH - 25 wt.% and superplasticizer Glenium ® 51 - 0.1 wt.% from the content of sodium water glass (over 100%). The raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by pressing at a pressure of 100 MPa. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkali material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the 3 + 6 + 3 h regime at an isothermal heating temperature of 95 ± 5 ° C and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Пример 6. Шлакощелочной материал, включающий молотый до Sуд=475 м2/кг гранулированный доменный шлак - 80 мас.%; комплексный щелочной активатор - натриевое жидкое стекло с плотностью 1400 кг/м3 с силикатным модулем n=1 и с долей щелочного компонента в пересчете на Na2O, равной 6,3%, состоящий из раствора натриевого жидкого стекла с модулем n=3 и раствора гидроксида натрия NaOH - 25 мас.% и суперпластификатор Glenium®51 - 0,1 мас.% от содержания натриевого жидкого стекла (сверх 100%). Сырьевые материалы смешивали до однородной массы и формовали образцы методом прессования при давлении 150 МПа. Прочность, водостойкость и водопоглощение образцов шлакощелочного материала определяли после тепловлажностной обработки по режиму 3+6+3 ч при температуре изотермического прогрева 95±5°С и при твердении в нормальных условиях через 28 суток (табл. 2).Example 6. Slag-alkaline material, including ground to Ssp = 475 m 2 / kg granulated blast-furnace slag - 80 wt.%; complex alkaline activator - sodium water glass with a density of 1400 kg / m 3 with a silicate modulus n = 1 and with a proportion of an alkaline component in terms of Na 2 O equal to 6.3%, consisting of a solution of sodium water glass with a modulus n = 3 and sodium hydroxide solution NaOH - 25 wt.% and superplasticizer Glenium®51 - 0.1 wt.% of the content of sodium water glass (over 100%). The raw materials were mixed until homogeneous and the samples were molded by pressing at a pressure of 150 MPa. The strength, water resistance, and water absorption of the slag-alkali material samples were determined after heat-and-humidity treatment according to the 3 + 6 + 3 h regime at an isothermal heating temperature of 95 ± 5 ° C and during hardening under normal conditions after 28 days (Table 2).
Результаты физико-механических испытаний предложенных шлакощелочных материалов, проводимых по ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 30629-2011 (табл. 2) демонстрируют, что предлагаемый шлакощелочной материал интенсивно твердеет как в нормально-влажностных условиях, так и при тепловлажностной обработке, и демонстрирует высокую прочность и низкое водопоглощение, тогда как контрольные образцы значительно уступают по указанным свойствам.The results of physical and mechanical tests of the proposed slag-alkaline materials, carried out in accordance with GOST 10180-2012 and GOST 30629-2011 (Table 2), demonstrate that the proposed slag-alkaline material hardens intensively both under normal humidity conditions and during heat and humidity treatment, and demonstrates high strength and low water absorption, while the control samples are significantly inferior in the indicated properties.
Новизна и изобретательский уровень заявленного способа получения шлакощелочного материала и шлакощелочной материал, полученный этим способом, заключается в том, что улучшение формовочных свойств сырьевой смеси и снижение энергоемкости способа изготовления шлакощелочных строительных изделий достигается за счет введения суперпластификатора Glenium®51, BASF (0,1-0,3 мас.% от массы жидкого стекла сверх 100%), который облегчает и ускоряет гомогенизацию сырьевой смеси, применения способа прессования и оптимального процентного содержания вводимых компонентов. Повышение прочности и водостойкости, а также снижение водопоглощения шлакощелочного материала осуществляется за счет предложенного состава и технологического способа получения шлакощелочного материала. Экспериментальные исследования подтверждают заявленные свойства. Заявленный способ получения шлакощелочного материала, возможно реализовать на основе освоенного и выпускаемого промышленностью оборудования. Заявленный способ получения шлакощелочного материала и шлакощелочной материал, полученный этим способом, не вытекает очевидным образом из существующих технических решений, научно-технической и патентной литературы, т.е. соответствует критерию изобретательского уровня.The novelty and inventive level of the claimed method for producing slag-alkaline material and slag-alkaline material obtained by this method lies in the fact that improving the molding properties of the raw mixture and reducing the energy consumption of the method for manufacturing slag-alkaline building products is achieved by introducing the superplasticizer Glenium®51, BASF (0.1- 0.3 wt.% Of the mass of water glass over 100%), which facilitates and accelerates the homogenization of the raw mixture, the application of the pressing method and the optimal percentage of the introduced components. Increasing the strength and water resistance, as well as reducing the water absorption of the slag-alkaline material is carried out due to the proposed composition and the technological method for producing the slag-alkaline material. Experimental studies confirm the claimed properties. The claimed method for producing slag-alkaline material can be implemented on the basis of equipment mastered and produced by the industry. The claimed method for producing slag-alkaline material and slag-alkaline material obtained by this method does not follow in an obvious way from existing technical solutions, scientific, technical and patent literature, i.e. meets the criterion of inventive step.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144441A RU2743159C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144441A RU2743159C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743159C1 true RU2743159C1 (en) | 2021-02-15 |
Family
ID=74666108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144441A RU2743159C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743159C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306912A (en) * | 1979-05-31 | 1981-12-22 | Flowcon Oy | Process for producing a binder for slurry, mortar, and concrete |
| RU2247697C1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-03-10 | Ивановский государственный химико-технологический университет | Slag-alkali binder |
| RU2273610C1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-04-10 | Казанская государственная архитектурно-строительная академия | Method of the binding agent manufacture |
| RU2289551C1 (en) * | 2005-08-09 | 2006-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГОУ ВПО КГАСУ) | Binding agent |
| UA81783C2 (en) * | 2005-05-17 | 2008-02-11 | Константин Витальевич Паливода | Process for preparation of slag-alkaline binder |
| RU2363680C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-08-10 | Вилен Моисеевич Смолянский | Raw mix for production of high-strength concrete |
| RU2370465C1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-10-20 | Игорь Иванович Романенко | Slag-lime binder graund m and method of producing said slag-lime binder |
-
2019
- 2019-12-27 RU RU2019144441A patent/RU2743159C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4306912A (en) * | 1979-05-31 | 1981-12-22 | Flowcon Oy | Process for producing a binder for slurry, mortar, and concrete |
| RU2247697C1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-03-10 | Ивановский государственный химико-технологический университет | Slag-alkali binder |
| RU2273610C1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-04-10 | Казанская государственная архитектурно-строительная академия | Method of the binding agent manufacture |
| UA81783C2 (en) * | 2005-05-17 | 2008-02-11 | Константин Витальевич Паливода | Process for preparation of slag-alkaline binder |
| RU2289551C1 (en) * | 2005-08-09 | 2006-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГОУ ВПО КГАСУ) | Binding agent |
| RU2363680C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-08-10 | Вилен Моисеевич Смолянский | Raw mix for production of high-strength concrete |
| RU2370465C1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-10-20 | Игорь Иванович Романенко | Slag-lime binder graund m and method of producing said slag-lime binder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113321467B (en) | Internal curing low-shrinkage lightweight aggregate ultrahigh-performance concrete and preparation method thereof | |
| EP0153097B1 (en) | Early high-strength concrete composition | |
| US9039830B2 (en) | Cement composition containing dune sand and limestone powder, concrete products and method for making concrete products | |
| WO2008128287A1 (en) | Binding composition | |
| RU2381191C2 (en) | Organic mineral modifying agent of gypsum binding agents, building solutions, concretes, and products on their base | |
| RU2358937C1 (en) | Granulated filler based on perlite for concrete mix, composition of concrete mix for production of construction items, method for production of concrete construction items and concrete construction item | |
| CN114394793B (en) | Modified polymer concrete and preparation method thereof | |
| CN113831077B (en) | Adhesive for water-permeable paving material and application thereof | |
| KR100653311B1 (en) | Cement composition for autoclaved lightwiht concrete production comprising heavy oil ash and manufacturing method of alc using the same | |
| CN111268988B (en) | High-water-resistance calcination-free phosphogypsum-based slope building block material and preparation thereof | |
| CN110451881B (en) | Self-compacting cement concrete doped with Bayer process red mud and preparation method thereof | |
| RU2452703C2 (en) | Ash-cement binder (zolcit) based on acid ashes of thermal power plants | |
| RU2743159C1 (en) | Slag-alkaline material for building products and method for the production thereof | |
| CN115321924B (en) | Durable self-compaction filling concrete material for underground structural engineering | |
| KR101074486B1 (en) | Cement binder composition, super ultra high strength precast concrete composition and method for producing super ultra high strength precast concrete goods using the same | |
| KR20090012556A (en) | High-strenght concrete powder mineral admixture composition | |
| CN115490448B (en) | Method for reducing self-shrinkage of ultra-high-performance concrete, high-strength concrete and high-strength mortar | |
| KR102344694B1 (en) | Concrete Wall Block Composition | |
| RU2448921C2 (en) | Complex modifying additive for mortar | |
| RU2339600C2 (en) | Raw mixture and method of products' manufacture from foam concrete | |
| RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
| RU2747429C1 (en) | Raw mix for heat-resistant fiber-reinforced concrete of increased thermal frost resistance | |
| JP3158657B2 (en) | Manufacturing method of low shrinkage lightweight concrete | |
| JP2002114562A (en) | Hydrothermal hardened body and method for manufacturing the same | |
| JPH0688854B2 (en) | Manufacturing method of lightweight cellular concrete |