RU2396227C1 - Method of obtaining cementing autoclave hardening - Google Patents
Method of obtaining cementing autoclave hardening Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396227C1 RU2396227C1 RU2008148769/03A RU2008148769A RU2396227C1 RU 2396227 C1 RU2396227 C1 RU 2396227C1 RU 2008148769/03 A RU2008148769/03 A RU 2008148769/03A RU 2008148769 A RU2008148769 A RU 2008148769A RU 2396227 C1 RU2396227 C1 RU 2396227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid residue
- binder
- carried out
- firing
- semi
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве вяжущих материалов для автоклавных изделий.The invention relates to building materials and can be used in the production of binders for autoclaved products.
Известно вяжущее, включающее, мас.% (а.с. СССР №772997, С04В 11/09):Known astringent, including, wt.% (AS USSR No. 772997, С04В 11/09):
Недостатком этого вяжущего является низкая прочность и высокая доля в вяжущем дорогостоящего и дефицитного гипса.The disadvantage of this binder is its low strength and a high proportion in the binder of expensive and scarce gypsum.
Известно также «Вяжущее для производства автоклавных бетонов (а.с. СССР №505184, С04В 15/06) включающее, в мас.%:It is also known “Binder for the production of autoclaved concrete (as USSR USSR No. 505184, С04В 15/06) including, in wt.%:
Способ получения этого вяжущего включает подготовку шламовых отходов содового производства, обжиг твердого остатка шламовых отходов при температуре 850-950°С, помол продукта обжига и последующее перемешивание его с молотым кварцевым песком.A method of obtaining this binder includes the preparation of sludge waste soda production, firing the solid residue of sludge waste at a temperature of 850-950 ° C, grinding the firing product and its subsequent mixing with ground quartz sand.
Недостатком этого вяжущего является его низкая прочность и нестабильность качественных показателей, связанная с тем, что шлам, поступающий на переработку из шламобассейна, имеет нестабильный химико-минералогический состав, в том числе по содержанию продуктов, составляющих основу вяжущего - СаО и СаСО3, а также хлоридов, влияющих на скорость и температуру процесса декарбонизации при обжиге продукта.The disadvantage of this binder is its low strength and instability of quality indicators, due to the fact that the sludge received for processing from the sludge pool has an unstable chemical and mineralogical composition, including the content of products that form the basis of the binder - CaO and CaCO 3 , as well as chlorides that affect the speed and temperature of the decarbonization process during the firing of the product.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вяжущего, включающий предобжиговую подготовку шламовых отходов содового производства, обжиг твердого остатка и помол его с кремнеземом. При этом недостатки, присущие предыдущему аналогу (нестабильность химического состава твердого остатка и низкая прочность вяжущего), устраняются за счет введения в твердый остаток перед обжигом кремнезема в количестве, обеспечивающем стехиометрическое и постоянное его содержание в шихте 25-30%, кроме того, шихту корректируют по требуемому содержанию хлоридов (4-8%). Обжиг проводят при температуре 1050-1100°С, а помол продукта обжига осуществляют с 30-50% кремнезема.The closest in technical essence and the achieved result is a method of producing a binder, including pre-firing preparation of sludge waste soda production, firing the solid residue and grinding it with silica. At the same time, the disadvantages inherent in the previous analogue (instability of the chemical composition of the solid residue and low binder strength) are eliminated by introducing silica in the solid residue before firing in an amount that provides a stoichiometric and constant content in the charge of 25-30%, in addition, the charge is adjusted according to the required chloride content (4-8%). Firing is carried out at a temperature of 1050-1100 ° C, and the grinding of the firing product is carried out with 30-50% silica.
Вяжущее, получаемое данным способом, имеет следующий состав, мас.%: (а.с. СССР №816986, С04В 7/14):The binder obtained by this method has the following composition, wt.%: (A.s. of the USSR No. 816986, С04В 7/14):
Недостатками такого способа получения вяжущего являются:The disadvantages of this method of obtaining a binder are:
- сложность и трудоемкость технологического процесса подготовки сырья к обжигу (извлечение и транспортирование шлама до места переработки, его осушение, необходимость составления шихты);- the complexity and complexity of the technological process of preparing raw materials for firing (extraction and transportation of sludge to the place of processing, drainage, the need to compose a charge);
- высокое содержание хлоридов в шихте и в вяжущем, наличие которых в указанном количестве активизирует коррозионную агрессивность шихты по отношению к металлическому оборудованию и вяжущего по отношению к арматурной стали, что ограничивает область его применения;- high chloride content in the mixture and in the binder, the presence of which in the specified amount activates the corrosiveness of the mixture in relation to metal equipment and binder in relation to reinforcing steel, which limits its scope;
- высокая температура обжига (1050-1100°С), так как добавка кремнезема перед обжигом изменяет условия химических превращений компонентов шихты, смещая фронт реакций в область более высоких температур, что ведет к перерасходу тепловой энергии;- high firing temperature (1050-1100 ° C), since the addition of silica before firing changes the conditions of chemical transformations of the charge components, shifting the reaction front to the region of higher temperatures, which leads to an excessive consumption of thermal energy;
- пониженная прочность вяжущего.- reduced strength of the binder.
Технической задачей заявленного изобретения является достижение стабильности химического состава твердого остатка шламовых отходов содового производства (по аммиачному способу) с меньшими трудо- и энергозатратами, уменьшение количества хлоридов и повышение прочности вяжущего.The technical task of the claimed invention is to achieve stability of the chemical composition of the solid residue of sludge soda waste (by the ammonia method) with less labor and energy costs, reducing the amount of chlorides and increasing the strength of the binder.
Технический результат достигается тем, что предобжиговую подготовку шламовых отходов содового производства осуществляют с помощью пресс-фильтров, минуя промежуточную стадию хранения отходов в шламонакопителях. При этом из технологического процесса исключаются: транспортирование сырья до места переработки, их термо- и механическая обработка (сушка, помол), отпадает необходимость составления шихты перед обжигом. Кроме того, при обработке сырья с помощью пресс-фильтров за счет высокой степени разделения твердой и жидкой фаз достигается стабильность химико-минералогического состава отфильтрованного твердого остатка, значительно снижается содержание хлоридов, так как хорошо растворимые в воде хлористые соли кальция, натрия и аммония не концентрируются в отфильтрованном шламе, а удаляются вместе с фильтратом. Исключение из технологического процесса операции составления шихты и дополнительной добавки кремнезема перед обжигом позволяет снизить температуру обжига с 1050-1100°С (в прототипе) до 850-950°С и тем самым уменьшить трудозатраты и расход энергии.The technical result is achieved in that the pre-firing preparation of sludge soda waste is carried out using press filters, bypassing the intermediate stage of waste storage in sludge collectors. At the same time, the following are excluded from the technological process: transportation of raw materials to the place of processing, their thermal and mechanical processing (drying, grinding), there is no need to compose a charge before firing. In addition, when processing raw materials using press filters, due to the high degree of separation of solid and liquid phases, the stability of the chemical and mineralogical composition of the filtered solid residue is achieved, the chloride content is significantly reduced, since the chloride salts of calcium, sodium and ammonium, which are well soluble in water, are not concentrated in the filtered sludge, and are removed together with the filtrate. The exception from the technological process of the operation of composing the mixture and the additional addition of silica before firing can reduce the firing temperature from 1050-1100 ° C (in the prototype) to 850-950 ° C and thereby reduce labor and energy consumption.
Отличительным признаком предлагаемого изобретения от прототипа является также новый состав и соотношение ингредиентов в вяжущем, так как с целью замедления процесса схватывания вяжущего и обеспечения условий образования окристаллизованного низкоосновного гидросиликата кальция типа тоберморита при автоклавировании, обусловливающего повышение долговечности автоклавных изделий, в вяжущее дополнительно вводится полуводный или двуводный гипс при следующем соотношении компонентов, мас.%:A distinctive feature of the present invention from the prototype is also a new composition and ratio of ingredients in the binder, since in order to slow down the setting process of the binder and to ensure the conditions for the formation of crystallized low-basic calcium hydrosilicate such as tobermorite during autoclaving, increasing the durability of the autoclaved products, an additional semi-aqueous or two-water is introduced into the binder gypsum in the following ratio of components, wt.%:
Использование той или другой из указанных модификаций гипса не влияет на технический результат, так как при затворении полуводного гипса водой он превращается в двуводный по реакции:The use of one or the other of these modifications of gypsum does not affect the technical result, since when mixing semi-aquatic gypsum with water, it turns into two-water gypsum by reaction:
CaSO4·0,5H2O+1,5H2O=CaSO4·2H2OCaSO 4 · 0.5H 2 O + 1.5H 2 O = CaSO 4 · 2H 2 O
Для обеспечения постоянного содержания гипса в вяжущем расчет его количества производится по безводному веществу (ангидриту).To ensure a constant content of gypsum in the binder, the calculation of its quantity is carried out on an anhydrous substance (anhydrite).
Получение вяжущего предлагаемым способом осуществляется следующим образом.Obtaining a binder of the proposed method is as follows.
Шламовые отходы с содового производства поступают на пресс-фильтр, который разделяет (отжимает) жидкую фазу от твердой. При этом твердый остаток шлама уплотняется до состояния брикета с влажностью 11,09-15,3%, который затем измельчают (дробят) до крупности зерен не более 20 мм и производят обжиг при температуре 850-950°С. Режим обжига регламентируется по активности обожженного продукта: содержание в нем активных CaO+MgO должно быть в пределах 40-55%.Sludge waste from soda production goes to the press filter, which separates (squeezes) the liquid phase from the solid. In this case, the solid residue of the sludge is compacted to a briquette with a moisture content of 11.09-15.3%, which is then crushed (crushed) to a grain size of not more than 20 mm and fired at a temperature of 850-950 ° C. The firing mode is regulated by the activity of the fired product: the content of active CaO + MgO in it should be in the range of 40-55%.
Вяжущее получают известным способом: путем совместного помола смеси, состоящей из продукта обжига, кварцевого песка и, дополнительно, полуводного или двуводного гипса до удельной поверхности 3000-5000 см2/г.The binder is obtained in a known manner: by co-grinding a mixture consisting of a calcined product, silica sand and, optionally, semi-aqueous or two- water gypsum to a specific surface of 3000-5000 cm 2 / g.
Результаты испытаний химического состава твердого остатка и физико-механических свойств вяжущего представлены в табл.1, 2, 3, 4.The test results of the chemical composition of the solid residue and physico-mechanical properties of the binder are presented in tables 1, 2, 3, 4.
Для сравнения в табл.1 приведен химический состав проб твердых остатков шламовых отходов, отобранных из действующего шламонакопителя, снабженного искусственным дренажом, в различных точках верхних слоев на глубине от 1 до 20 см. Приведенные данные свидетельствуют о том, что твердый остаток, подготовленный к обжигу известным способом, характеризуется нестабильным химическим составом, высокой влажностью от 22,0 до 66,29% и высоким содержанием ионов хлора от 5,33 до 20,97%. Следует заметить, что в других имеющихся шламонакопителях, необорудованных искусственным дренажом, состояние шламовых отходов аналогичное.For comparison, Table 1 shows the chemical composition of samples of solid residues of sludge waste taken from an active sludge collector equipped with artificial drainage at various points in the upper layers at a depth of 1 to 20 cm. The data presented indicate that the solid residue prepared for firing In a known manner, it is characterized by an unstable chemical composition, high humidity from 22.0 to 66.29% and a high content of chlorine ions from 5.33 to 20.97%. It should be noted that in other sludge collectors that are not equipped with artificial drainage, the state of sludge waste is similar.
В табл.2 приведен химический состав проб твердых остатков шламовых отходов, подготовленных на пресс-фильтре к обжигу. Как видно из таблицы, химический состав обезвоженного продукта колеблется в незначительных пределах, влажность (11,09-15,3%) ниже, чем у прототипа в 1,98-4,52 раза, а содержание хлоридов (2,33-3,7%) уменьшилось в 2,3-5,7 раза. Следует отметить, что в вяжущем, полученном предлагаемым способом, активность обожженного продукта составляет от 40 до 55%, а количество хлористых солей, в пересчете на хлор-ионы, снижается менее чем до 1,3%. Низкое содержание хлоридов в вяжущем позволяет использовать его при производстве армированных изделий, чем расширяется область применения.Table 2 shows the chemical composition of the samples of solid residues of sludge waste prepared on a press filter for firing. As can be seen from the table, the chemical composition of the dehydrated product varies insignificantly, the humidity (11.09-15.3%) is lower than that of the prototype 1.98-4.52 times, and the chloride content (2.33-3, 7%) decreased by 2.3-5.7 times. It should be noted that in the binder obtained by the proposed method, the activity of the calcined product is from 40 to 55%, and the amount of chloride salts, in terms of chlorine ions, is reduced to less than 1.3%. The low chloride content in the binder allows it to be used in the production of reinforced products, thereby expanding the scope.
В табл.3 представлены результаты влияния добавки гипса на сроки схватывания вяжущего. Из табл.3 следует, что сроки схватывания полученного вяжущего без гипса при высокой активности продукта обжига слишком короткие (начало 7 мин, конец 10 мин). Введение добавки гипса при помоле вяжущего позволяет удлинить сроки схватывания (начало от 11 до 55 мин, конец от 15 до 72 мин), что улучшает технологичность приготовления бетонной смеси.Table 3 presents the results of the effect of the addition of gypsum on the setting time of the binder. From table 3 it follows that the setting time of the obtained binder without gypsum with high activity of the firing product is too short (start 7 min, end 10 min). The introduction of gypsum additives during grinding of the binder allows to extend the setting time (beginning from 11 to 55 minutes, the end from 15 to 72 minutes), which improves the manufacturability of the concrete mixture.
Составы вяжущего в примерах и прочность полученного из них затвердевшего камня приведены в табл.4.The binder compositions in the examples and the strength of the hardened stone obtained from them are given in table 4.
Приготовление вяжущего и растворной смеси из него осуществляется следующим образом.Preparation of a binder and mortar mixture from it is as follows.
В отдозированное количество обожженного при температуре 850-950°С твердого остатка, имеющего активность 40-55%, вводят кварцевый песок и полуводный или двуводный гипс (гипс дозируют по безводному веществу) и проводят помол в шаровой мельнице до получения вяжущего с удельной поверхностью 3000-5000 см2/г. Полученное вяжущее затворяют водой до пластичности, соответствующей расплыву конуса диаметром 107-110 мм. Все смеси, указанные в табл.4, готовят равнопластичными. Смесь заливают в подготовленные формы размером 4×4×16 см, вибрируют на вибростоле в течение 30 с и загружают в автоклав. Автоклавную обработку проводят по режиму: 8+2+6+3 ч (предавтоклавная выдержка при комнатной температуре, подъем давления до 0,8 МПа, выдержка при этом давлении, снижение давления насыщенного пара). После чего образцы извлекают из автоклава, освобождают от форм и испытывают их прочность на прессе, предназначенном для определения прочности при сжатии (средняя скорость нарастания нагрузки при испытании 20±5 кгс/см2 в секунду).Quartz sand and semi-aqueous or two-water gypsum (gypsum are dosed using an anhydrous substance) are introduced into a metered amount of a solid residue annealed at a temperature of 850-950 ° С, and gypsum is dosed using an anhydrous substance) and grinding is carried out in a ball mill until a binder with a specific surface of 3000- 5000 cm 2 / g. The resulting binder is shut with water until plasticity corresponding to a cone fusion of 107-110 mm in diameter. All mixtures indicated in table 4 are prepared with equal plasticity. The mixture is poured into prepared molds measuring 4 × 4 × 16 cm, vibrated on a vibrating table for 30 s and loaded into an autoclave. Autoclave treatment is carried out according to the regime: 8 + 2 + 6 + 3 h (pre-autoclave exposure at room temperature, pressure rise to 0.8 MPa, exposure at this pressure, pressure reduction of saturated steam). After that, the samples are removed from the autoclave, freed from the molds and tested for their strength on the press, designed to determine the compressive strength (average load rise rate during the test 20 ± 5 kgf / cm 2 per second).
Из табл.4 видно, что камень из предлагаемого вяжущего обладает прочностью от 63,92 до 72,30 МПа, что в среднем превышает прочность камня прототипа (42,20-63,00 МПа).From table 4 it is seen that the stone of the proposed binder has a strength of 63.92 to 72.30 MPa, which on average exceeds the strength of the stone of the prototype (42.20-63.00 MPa).
Вяжущее, получаемое предлагаемым способом, может быть использовано для изготовления автоклавных изделий, например тяжелого или ячеистого бетонов, силикатного кирпича и других автоклавных изделий, в том числе и армированных.The binder obtained by the proposed method can be used for the manufacture of autoclaved products, for example, heavy or cellular concrete, silicate brick and other autoclaved products, including reinforced ones.
Таким образом, предлагаемый способ позволит расширить область ресурсосберегающих технологий и способствовать улучшению экологической обстановки в регионе.Thus, the proposed method will expand the field of resource-saving technologies and contribute to improving the environmental situation in the region.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №772997, С04В 11/09.1. A.S. USSR №772997, С04В 11/09.
2. А.с. СССР №505184, С04В 15/06.2. A.S. USSR No. 505184, С04В 15/06.
3. А.с. СССР №816986 С04В 7/14.3. A.S. USSR No. 816986 С04В 7/14.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148769/03A RU2396227C1 (en) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Method of obtaining cementing autoclave hardening |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148769/03A RU2396227C1 (en) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Method of obtaining cementing autoclave hardening |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008148769A RU2008148769A (en) | 2010-06-20 |
RU2396227C1 true RU2396227C1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42682294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148769/03A RU2396227C1 (en) | 2008-12-10 | 2008-12-10 | Method of obtaining cementing autoclave hardening |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396227C1 (en) |
-
2008
- 2008-12-10 RU RU2008148769/03A patent/RU2396227C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008148769A (en) | 2010-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5015449A (en) | Process for making construction grade calcium sulfate alpha-hemihydrate from moist finely divided gypsum obtained from a power plant flue gas desulfurization | |
DE3020384A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A BINDING AGENT FOR USE IN THICK OR RAW MUD, MORTAR AND CONCRETE | |
JP6662046B2 (en) | Method for producing solidified body containing mud | |
US4221598A (en) | Process for the production of steam-hardened gas concrete | |
JP2009215151A (en) | Cement-based solidifying material using dry powder of sludge and method for producing the same | |
JP2014152070A (en) | Method for making good use of waste gypsum board | |
RU2396227C1 (en) | Method of obtaining cementing autoclave hardening | |
JP5143653B2 (en) | Manufacturing method of concrete secondary product and concrete secondary product | |
RU2413688C2 (en) | Crude mixture for producing gypsum binder and articles from said binder | |
DE102007062062B3 (en) | Process for the production of hydraulic lime, use of hydraulic lime and briquettes made by the process | |
JP6292257B2 (en) | Hydrated solidified product using desulfurized slag | |
CN108017334A (en) | A kind of artificial reef material based on granite ballast powder and preparation method thereof | |
DE340986C (en) | Process for the production of hydraulic binders from lignite ash | |
DE2341493A1 (en) | HIGH INITIAL STRENGTH CEMENT | |
RU2541976C1 (en) | Ceramic mixture | |
JP6045328B2 (en) | Cement and manufacturing method thereof | |
US2077374A (en) | Concrete mixture and method of making the same | |
DE818747C (en) | Processing of superphosphate sludge into building elements | |
DE1646416B1 (en) | Process for the production of hydrothermally hardened building materials and components | |
DE312239C (en) | ||
RU2371405C2 (en) | Cement production method | |
RU2658416C1 (en) | Composite bonding | |
AT87907B (en) | Process for the production of a mortar former from anhydrite. | |
RU2694653C1 (en) | Method of producing expanding cement mixture | |
RU2275505C1 (en) | Solidifying clinker-free stowing mix |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111211 |