RU2813563C1 - Способ получения вяжущего - Google Patents
Способ получения вяжущего Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813563C1 RU2813563C1 RU2023120441A RU2023120441A RU2813563C1 RU 2813563 C1 RU2813563 C1 RU 2813563C1 RU 2023120441 A RU2023120441 A RU 2023120441A RU 2023120441 A RU2023120441 A RU 2023120441A RU 2813563 C1 RU2813563 C1 RU 2813563C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- portland cement
- binder
- grinding
- production
- specific surface
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011045 chalcedony Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу получения вяжущих и может найти применение в производстве строительных материалов и в строительстве. Технический результат заключается в получении вяжущего с повышенными прочностными свойствами при снижении энергоемкости при его получении. Способ получения вяжущего включает смешивание и совместный помол портландцемента и промышленного отхода, причем в качестве промышленного отхода используется отход ванадиевого производства в количестве 7,5-10,0 мас.%, который домалывают совместно с портландцементом до удельной поверхности 6400 см2/г с получением частиц размером 3,4-3,6 мкм с добавлением суперпластификатора Melflux 1641 сверх 100% - 0,16%. 6 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения вяжущих и может найти применение в производстве строительных материалов и в строительстве.
Известен ряд способов получения вяжущих, включающий усреднение и совместный помол основного компонента с различными техногенными отходами промышленности, недостатком которых являются низкие прочностные свойства вяжущего и высокая энергоемкость его получения.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения цемента [Патент РФ №2497767], включающий смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом и активной минеральной алюминий-кремнийсодержащей добавкой, в качестве активной минеральной добавки используют техногенные термообработанные алюминий-кремнийсодержащие отходы переработки минерального сырья в виде золы- уноса ТЭС от сжигания углей, термообработанной при 950-1050°С и/или в виде золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений, термообработанной при 600-850°С, которые подают на смешивание в количестве 5-25% от веса клинкера.
Недостатками аналога являются низкие прочностные свойства вяжущего и высокая энергоемкость его получения.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении вяжущего с повышенными прочностными свойствами при снижении энергоемкости при его получении.
Технический результат достигается тем, что способ получения вяжущего включает смешивание и совместный помол портландцемента и промышленного отхода, причем в качестве промышленного отхода используется отход ванадиевого производства в количестве 7,5-10,0 мас.%, который домалывают совместно с портландцементом до удельной поверхности 6400 см2/г с получением частиц размером 3,4-3,6 мкм с добавлением суперпластификатора Melflux 1641 сверх 100% - 0,16%.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в качестве промышленного отхода используется отход ванадиевого производства в количестве 7,5-10,0 мас.%, который домалывают совместно с портландцементом до удельной поверхности 6400 см2/г с получением частиц размером 3,4-3,6 мкм с добавлением суперпластификатора Melflux 1641 сверх 100% - 0,16%.
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.
Таблица 1
| Известный способ – Патент РФ №2497767 «Способ получения цемента» |
Предлагаемый способ |
| Смешивание и совместный помол портландцементного клинкера с гипсом с добавлением добавки в виде техногенных термообработанных алюминий-кремнийсодержащих отходов переработки минерального сырья в виде золы- уноса ТЭС от сжигания углей, термообработанной при 950-1050°С и/или в виде золы терриконов - горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений, термообработанной при 600-850°С, которые подают на смешивание в количестве 5-25% от веса клинкера. | Смешение и совместный помол портландцемента и отхода ванадиевого производства в количестве 7,5-10,0 масс % до удельной поверхности 6400 см2/г с получением частиц размером 3,4-3,6 мкм с добавлением суперпластификатора Melflux 1641 сверх 100% - 0,16%. |
| Прочность на сжатие (МПа) 45,24 |
Прочность на сжатие (МПа) 56,9 |
В процессе совместного помола происходит домалывание компонентов и механоактивация частиц отхода ванадиеваго производства с частицами портландцемента с добавлением суперпластификатора Melflux 1641, что приводит к протеканию твердофазных реакций за счет увеличения поверхностной и внутренней энергии всех частиц и смещения лимитирующей стадии из диффузионной области в кинетическую, что ускоряет процесс аморфизации кристаллических фаз, а при затворении водой увеличивает количество гидратных фаз на 10-15% и повышает качество конечного продукта при снижении времени помола в 7 раз, уменьшая энергоемкость получения вяжущего. Кроме того, для ускорения технологического процесса, снижения энергозатрат в 2-3 раза и сокращения времени помола более чем в 10 раз с целью механоактивации частиц необходимо использовать из целого ряда помольного оборудования – планетарные мельницы.
Экспериментально полученные параметры помола и механоактивации смеси представлены в таблице 2.
Таблица 2
Время помола компонентов вяжущего до удельной поверхности 6400 см2/г
| № п/п |
Наименование мельницы | Время помола, час |
| Шаровая фарфоровая мельница с уролитовыми шарами | 4,0 | |
| Центробежно-планетарная мельница | 0,25 |
Оптимальные соотношения компонентов вяжущих материалов, полученные экспериментальным путем, представлены в таблице 3.
Таблица 3
Оптимальные соотношения компонентов вяжущих материалов
| Портландцементный клинкер, % | Отход ванадиевого производства | Прочность при сжатии, МПа |
| 95,0 | 5,0 | 41,4 |
| 92,5 | 7,5 | 51,7 |
| 90,0 | 10,0 | 56,9 |
| 85,0 | 15,0 | 39,5 |
Пример 1
В качестве исходного материала брали цемент производства ОАО «Сребряковцемент» марки ЦЕМ II/A 42,5Н по ГОСТ 31108-2016 следующего химического состава (таблица 4).
Таблица 4
Химический состав портландцемента
| CaO | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MgO | SO3 | R2O | п.п.п. |
| 62,44 | 21,29 | 5,72 | 3,37 | 2,09 | 2,83 | 1,21 | 1,10 |
Таблица 5
Химический состав отхода ванадиевого производства
Химический состав отхода ванадиевого производства
| Содержание оксидов, % | ||||||||
| CaO | SO3 | Mn2O3 | MgO | SiO2 | V2O5 | Al2O3 | ППП | Прочее |
| 36,93 | 33,02 | 17,39 | 5,03 | 3,22 | 2,81 | 0,41 | 1,13 | 0,06 |
Пример 1
Брали 9 весовых частей портландцемента и 1 часть отхода ванадиевого производства. Смесь помещали в центробежно-планетарную мельницу «Санд». Параметры работы центробежно-планетарной мельницы были следующие: скорость вращения барабана 325с-1; материал мельницы и шаров – халцедон. Размеры частиц отхода ванадиевого производства и портландцемента составляли 3,4-3,6 мкм. Время домалывания составляло 15 минут. Смесь извлекали и формовали образцы в виде кубиков 30х30х30 мм при водоцементном соотношении (В/Ц) 0,24. После твердения на воздухе в течение 24 часов кубики извлекали из формы и подвергали тепловлажностной обработке в пропарочной камере LOIP в течение 6 часов при температуре 85ºС.
В качестве пластифицирующей добавки использовали суперпластификатор Melflux 1641, который добавляли в смесь сверх 100% - 0,16%.
Размер частиц отхода ванадиевого производства и портландцемента влиял на прочностные характеристики конечного продукта и удельную поверхность (таблица 6).
Таблица 6
Влияние времени помола на удельную поверхность и размер частиц
| № | Время помола, мин | Удельная поверхность, см2/г | Размер частиц, мкм |
| 7 | 5800 | Более 10 | |
| 10 | 6200 | 5,0-7,0 | |
| 15 | 6400 | 3,5-3,6 | |
| 20 | 6450 | 3,4 |
Как видно из таблицы 6, оптимальное время помола составляло 15 минут. При увеличении времени помола до 20 минут удельная поверхность увеличивалась незначительно, а энергозатраты на помол увеличивались на 25%. При времени помола 10 минут удельная поверхность по сравнению с оптимальным вариантом снижалась до 6200 см2/г, а средний размер частиц лежал в пределах 5,0-7,0 мкм, что существенно снижало марочность вяжущего- менее марки М400.
Дисперсность измельченных частиц исходного портландцемента, отхода ванадиевого производства и смеси после домалывания определяли на лазерном анализаторе размеров частиц ANALYSETTE 22 NanoTecplus. Прочность на сжатие кубиков проводили на гидравлическом прессе ПМГ-100 МГ4. Средняя прочность пяти образцов составляла 56,9 МПа, что соответствовало марки цемента М 500.
Пример 2
Готовили смесь портландцемента и отхода ванадиевого производства по примеру 1 при соотношении портландцемента 92,7 мас.% и отхода ванадиевого производства 7,5 мас.%
Формовали образцы и испытывали на прочность по примеру 1.
Прочность на сжатие кубиков составляла 51,7 МПа, что соответствует марки цемента М 500.
При увеличении в смеси отхода ванадиевоо производства более 10% марочность вяжущего ниже марки М 400.
Таким образом, оптимальное содержание отхода ванадиевого производства в вяжущем лежит в пределах 10-7,5%.
Claims (1)
- Способ получения вяжущего, включающий смешивание и совместный помол портландцемента и промышленного отхода, отличающийся тем, что в качестве промышленного отхода используется отход ванадиевого производства в количестве 7,5-10,0 мас.%, который домалывают совместно с портландцементом до удельной поверхности 6400 см2/г с получением частиц размером 3,4-3,6 мкм с добавлением суперпластификатора Melflux 1641 сверх 100% - 0,16%.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813563C1 true RU2813563C1 (ru) | 2024-02-13 |
Family
ID=
Citations (4)
| 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 |
| RU2167114C2 (ru) * | 1999-08-09 | 2001-05-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Способ приготовления вяжущего |
| RU2490294C2 (ru) * | 2008-02-23 | 2013-08-20 | Басф Се | Добавка для цементирования буровых скважин |
| RU2021132831A (ru) * | 2021-11-11 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Международный институт материаловедения и эффективных технологий" (ООО "Международный ИМЭТ") | Способ переработки техногенных отходов в товарную продукцию |
Patent Citations (4)
| 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 |
| RU2167114C2 (ru) * | 1999-08-09 | 2001-05-20 | Дальневосточный государственный университет путей сообщения | Способ приготовления вяжущего |
| RU2490294C2 (ru) * | 2008-02-23 | 2013-08-20 | Басф Се | Добавка для цементирования буровых скважин |
| RU2021132831A (ru) * | 2021-11-11 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Международный институт материаловедения и эффективных технологий" (ООО "Международный ИМЭТ") | Способ переработки техногенных отходов в товарную продукцию |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОРНЕЕВ В.И. и др. Сухие строительные смеси (состав, свойства), Москва, РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2010, 320с., с.55-57. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cordeiro et al. | Enhancement the properties of sugar cane bagasse ash with high carbon content by a controlled re-calcination process | |
| RU2326843C2 (ru) | Способ получения смешанного цемента с пониженными выбросами двуокиси углерода | |
| CN115028416B (zh) | 利用工业废渣的低收缩混凝土及其制备方法 | |
| Darweesh | Effect of banana leaf ash as a sustainable material on the hydration of Portland cement pastes | |
| RU2813563C1 (ru) | Способ получения вяжущего | |
| CN114230208A (zh) | 一种高强度水泥及其制备方法 | |
| RU2452703C2 (ru) | Золоцементное вяжущее (зольцит) на основе кислых зол тепловых электростанций | |
| RU2820103C1 (ru) | Способ получения композиционного вяжущего на основе отходов промышленности | |
| RU2815130C1 (ru) | Способ получения вяжущего материала | |
| RU2813085C1 (ru) | Способ получения вяжущего строительного материала | |
| RU2814674C1 (ru) | Способ получения вяжущего на основе техногенных отходов | |
| RU2808361C1 (ru) | Шихта для производства вяжущего | |
| RU2810352C1 (ru) | Вяжущее | |
| RU2811125C1 (ru) | Композиционное вяжущее на основе техногенных отходов | |
| CA3221121A1 (fr) | Adjuvant pour augmenter les resistances mecaniques a court terme d'une composition hydraulique a teneur reduite en clinker | |
| RU2810086C1 (ru) | Способ получения вяжущего | |
| RU2814438C1 (ru) | Композиционное вяжущее на основе техногенных отходов | |
| RU2821085C1 (ru) | Способ получения вяжущего на основе техногенных отходов | |
| RU2814671C1 (ru) | Способ получения вяжущего на основе промышленных отходов | |
| RU2814449C1 (ru) | Композиционное вяжущее на основе техногенных отходов | |
| RU2811119C1 (ru) | Вяжущее на основе промышленных отходов | |
| RU2811162C1 (ru) | Композиционный вяжущий материал | |
| RU2454381C2 (ru) | Способ приготовления комплексного органо-минерального модификатора бетона | |
| RU2804035C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2802507C1 (ru) | Щелочеактивированное вяжущее |