RU2538556C1 - Binding agent - Google Patents
Binding agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538556C1 RU2538556C1 RU2013146483/03A RU2013146483A RU2538556C1 RU 2538556 C1 RU2538556 C1 RU 2538556C1 RU 2013146483/03 A RU2013146483/03 A RU 2013146483/03A RU 2013146483 A RU2013146483 A RU 2013146483A RU 2538556 C1 RU2538556 C1 RU 2538556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica
- containing component
- binder
- natural origin
- zinc stearate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам вяжущих смесей, используемых для изготовления строительных материалов и изделий.The invention relates to the building materials industry, and in particular to the compositions of binders used for the manufacture of building materials and products.
Известна строительная смесь на основе фосфогипса дигидрата и портландцемента, содержащая в качестве добавки высококремнеземистый отход производства ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known building mixture based on phosphogypsum dihydrate and Portland cement, containing as an additive high siliceous waste production of ferrosilicon in the following ratio of components, wt.%:
фосфогипс дигидрат - 60-80phosphogypsum dihydrate - 60-80
портландцемент - 15-25Portland cement - 15-25
указанный отход производства - 5-15specified production waste - 5-15
вода (сверх 100%) - 10-12.water (in excess of 100%) - 10-12.
При этом материал, полученный на основе данной смеси методом прессования при давлении 80 МПа, через 28 суток твердения в естественных условиях имеет предел прочности при сжатии от 15,3 до 22,3 МПа и коэффициент размягчения от 0,6 до 0,71 (патент РФ №2074843, кл. C04B 28/14, C04B 111:20. Опубл. 10.03.1997 г.).Moreover, the material obtained on the basis of this mixture by pressing at a pressure of 80 MPa, after 28 days of hardening under natural conditions, has a compressive strength of 15.3 to 22.3 MPa and a softening factor of 0.6 to 0.71 (patent RF №2074843, class C04B 28/14, C04B 111: 20, published on March 10, 1997).
К недостаткам известной строительной смеси относятся низкая водостойкость материала (Кр=0.6-0.71, что относится к группе неводостойких строительных материалов), высокие энергетические затраты на формование изделий (давление прессования 80 МПа), что ограничивает габариты формуемых изделий и соответственно сужает номенклатуру строительных изделий изготавливаемых на основе данной смеси.The disadvantages of the known building mixture include low water resistance of the material (Cr = 0.6-0.71, which belongs to the group of non-waterproof building materials), high energy costs for molding products (pressing pressure 80 MPa), which limits the dimensions of the molded products and, accordingly, narrows the range of building products manufactured based on this mixture.
Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности является вяжущее, включающее компоненты при следующем соотношении, мас.%: бокситовый шлам, термообработанный при температуре 350-450°C 84-87; фосфогипс, термообработанный при температуре 150°C 7-12; MgCl2 4-6. Прочность вяжущего 15.0 МПа, морозостойкость 100 циклов (патент РФ №2016867, кл. C04B 7/00. Опубл. 30.07.1994 г.).Closest to the invention in its technical essence is a binder, including components in the following ratio, wt.%: Bauxite sludge, heat treated at a temperature of 350-450 ° C 84-87; phosphogypsum, heat-treated at a temperature of 150 ° C 7-12; MgCl 2 4-6. The binder strength is 15.0 MPa, frost resistance is 100 cycles (RF patent No. 20186867, class C04B 7/00. Publ. 30.07.1994).
Однако известное вяжущее имеет низкий предел прочности при сжатии, а также высокую температуру обработки фосфогипса.However, the known binder has a low compressive strength, as well as a high temperature processing phosphogypsum.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение предела прочности при сжатии, водостойкости материала.The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the tensile strength in compression, the water resistance of the material.
Технический результат заключается в получении вяжущего с улучшенными эксплуатационными показателями.The technical result consists in obtaining a binder with improved performance.
Поставленная задача решается тем, что в композицию для изготовления вяжущего, включающую фосфогипс дигидрат, дополнительно введены стеарат цинка, кремнеземсодержащий компонент природного происхождения - опока, или трепел, или диатомит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the composition for the manufacture of a binder, including phosphogypsum dihydrate, additionally introduced zinc stearate, a silica-containing component of natural origin - flask, or tripoli, or diatomite, in the following ratio, wt.%:
Фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5Phosphogypsum dihydrate - 77.0-87.5
Стеарат цинка - 2,5-3,0Zinc Stearate - 2.5-3.0
Кремнеземсодержащий компонент - опока, или трепел, илиSilica-containing component - flask, or tripoli, or
диатомит - 10,0-20,0diatomite - 10.0-20.0
Оптимальное содержание в композиции кремнеземсодержащего компонента природного происхождения 10,0-20,0 (мас.%) и стеарата цинка 2,5-3,0 (мас.%), так как снижение кремнеземсодержащего компонента менее 10,0 (мас.%) не приводит к проявлению вяжущих способностей композиции, а превышение 20 (мас.%) приводит к снижению марки вяжущего. Введение стеарата цинка менее 2,5 (мас.%) не позволяет повысить коэффициент водостойкости до 0.8, а при введении более 3,0 (мас.%) приводит к удорожанию вяжущего.The optimal content in the composition of the silica-containing component of natural origin is 10.0-20.0 (wt.%) And zinc stearate 2.5-3.0 (wt.%), Since the decrease in the silica-containing component is less than 10.0 (wt.%) does not lead to the manifestation of the binding properties of the composition, and exceeding 20 (wt.%) leads to a decrease in the binder grade. The introduction of zinc stearate of less than 2.5 (wt.%) Does not allow to increase the coefficient of water resistance to 0.8, and with the introduction of more than 3.0 (wt.%) Leads to a rise in the cost of the binder.
В качестве кремнеземсодержащего компонента природного происхождения применяли опоку, трепел, диатомит в виде мелкодисперсного порошка с удельной поверхностью Sуд=2000-2500 см2/гр., химический состав представлен в таблице 1.As a silica-containing component of natural origin used flask, tripoli, diatomite in the form of a fine powder with a specific surface S beats = 2000-2500 cm 2 / gr., The chemical composition is presented in table 1.
Основной положительный эффект от введения в вяжущее кремнеземсодержащего компонента природного происхождения достигается за счет его повышенной адсорбционной способности. В результате совместного помола (механоактивации) фосфогипса дигидрата и кремнеземсодержащего компонента происходит физико-химическая адсорбция пассивирующих пленок с поверхности частиц фосфогипса дигидрата за счет высокоразвитой удельной поверхности и пористости кремнеземсодержащего компонента (опока Sуд=90-120 м2/г, эффективный диаметр пор 52 Å; трепел Sуд=96-135 м2/г, эффективный диаметр пор 48 Å; диатомит Sуд=81-92 м2/г, эффективный диаметр пор 39 Å).The main positive effect of introducing a silica-containing component of natural origin into the binder is achieved due to its increased adsorption ability. As a result of the joint grinding (mechanical activation) of phosphogypsum dihydrate and a silica-containing component, the physicochemical adsorption of passivating films from the surface of phosphogypsum dihydrate particles occurs due to the highly developed specific surface and porosity of the silica-containing component (flask S beats = 90-120 m 2 / g, effective pore diameter 52 Å; Tripoli S beats = 96-135 m 2 / g, effective pore diameter 48 Å; diatomite S beats = 81-92 m 2 / g, effective pore diameter 39 Å).
Повышение прочности вяжущего объясняется стерическим эффектом, когда определенный объем наполнителя участвует в образовании каркаса в сочетании с частицами фосфогипса дигидрата. Ультрадисперсные частицы кремнеземсодержащего компонента в результате совместной механоактивации с фосфогипсом дигидратом выполняют роль каркаса в затвердевшем материале, что позволяет повысить прочность вяжущего до 18-20 МПа.The increase in the strength of the binder is explained by the steric effect, when a certain volume of filler is involved in the formation of the frame in combination with particles of phosphogypsum dihydrate. Ultrafine particles of a silica-containing component as a result of joint mechanical activation with phosphogypsum dihydrate act as a skeleton in the hardened material, which allows to increase the strength of the binder to 18-20 MPa.
При этом в качестве добавки, повышающей водостойкость вяжущего, выбран стеарат цинка (цинк стеариновокислый [CH3(CH2)16COO]2Zn), который является гидрофобизирующей добавкой и позволяет повысить коэффициент водостойкости на 20% - до Кр=0,81-0,85. Эффективное действие стеарата цинка на повышение коэффициента водостойкости объясняется блокированием поверхности микропор затвердевшего вяжущего, что обуславливается снижением водопоглощения до 6% (мас.). Повышение указанных свойств позволяют расширить номенклатуру изделий и область применения предлагаемого, вяжущего от изготовления материалов для отделочных работ внутри помещений до наружных отделочных материалов, а также изготовления стеновых материалов на основе предлагаемого вяжущего.At the same time, zinc stearate (stearic acid zinc [CH 3 (CH 2 ) 16 COO] 2 Zn), which is a water-repellent additive and allows increasing the water resistance coefficient by 20%, up to K p = 0.81, was chosen as an additive that increases the water resistance of the binder. -0.85. The effective effect of zinc stearate on increasing the coefficient of water resistance is explained by blocking the surface of the micropores of the hardened binder, which is caused by a decrease in water absorption to 6% (wt.). The increase of these properties allows you to expand the range of products and the scope of the proposed binder from the manufacture of materials for finishing work indoors to exterior finishing materials, as well as the manufacture of wall materials based on the proposed binder.
Для составления композиций комплексного вяжущего использованы следующие исходные материалы: фосфогипс дигидрат с ООО «Балаковские минеральные удобрения» (химический состав приведен в табл.2); стеарат цинка (цинк стеариновокислый [CH3(CH2)16COO]2Zn - ТУ 6-09-17-316-96); кремнеземсодержащий компонент природного происхождения: опока карьера села Поливановка Саратовской области, или трепел Зикеевского месторождения Калужской области, или диатомит Балашейского месторождения Самарской области (химический состав приведен в табл.1).The following starting materials were used to formulate the complex binder compositions: phosphogypsum dihydrate with Balakovo Mineral Fertilizers LLC (the chemical composition is given in Table 2); zinc stearate (zinc stearic acid [CH 3 (CH 2 ) 16 COO] 2 Zn - TU 6-09-17-316-96); silica-containing component of natural origin: flask of the quarry of the village of Polivanovka, Saratov region, or tripoli, of the Zikeevsky deposit of the Kaluga region, or diatomite of the Balashash deposit of the Samara region (the chemical composition is given in Table 1).
Приготовление вяжущего производят в следующей последовательности: необожженный фосфогипс дигидрат с влажностью не более 16-18% с удельной поверхностью частиц Sуд=1600-1800 см2/гр. в количестве 77,0-87,5% (мас.) от общего количества (например 80,2 с Sуд=1700 см2/гр. для состава №3 таблицы 3) и кремнеземсодержащий компонент с удельной поверхностью частиц Sуд=2000-2500 см2/гр. в количестве 10-20% (мас.) от общего количества (например, 17,0 с Sуд=2200 см2/гр. для состава №3 таблицы 3) помещают в шаровую мельницу, где производят совместный помол (механоактивацию) сырьевой смеси до удельной поверхностью частиц Sуд=3500-4200 см2/гр. Полученную смесь загружают в тепловой агрегат, в котором осуществляют обработку при 150°C в течение 2 часов (низкотемпературный обжиг). Образовавшееся вяжущее загружают в смеситель, куда в последствии подают стеарат цинка (цинк стеариновокислый) в количестве 2,5-3% (мас.) от общего количества вяжущего (например, 2.8% для состава №3 таблицы 3) и смешивают эти компоненты в течение 2-2,5 мин при частоте вращения перемешивающего органа смесителя 180-200 об/мин (для состава №3 таблицы 3-190 об/мин). После чего полученное готовое вяжущее упаковывают в герметичную тару.The preparation of the binder is carried out in the following sequence: unfired phosphogypsum dihydrate with a moisture content of not more than 16-18% with a specific surface area of particles S beats = 1600-1800 cm 2 / g. in an amount of 77.0-87.5% (wt.) of the total amount (for example, 80.2 with S beats = 1700 cm 2 / g. for composition No. 3 of table 3) and a silica-containing component with a specific particle surface S beats = 2000 -2500 cm 2 / gr. in an amount of 10-20% (wt.) of the total amount (for example, 17.0 with S beats = 2200 cm 2 / g. for composition No. 3 of table 3) are placed in a ball mill, where they produce joint grinding (mechanical activation) of the raw mix to the specific surface area of particles S beats = 3500-4200 cm 2 / g. The resulting mixture is loaded into a thermal unit, in which the treatment is carried out at 150 ° C for 2 hours (low-temperature firing). The resulting binder is loaded into the mixer, where subsequently zinc stearate (zinc stearic acid) is fed in an amount of 2.5-3% (wt.) Of the total binder (for example, 2.8% for composition No. 3 of table 3) and these components are mixed for 2-2.5 min at a rotational speed of the mixing organ of the mixer 180-200 rpm (for composition No. 3 of the table 3-190 rpm). Then the resulting finished binder is packaged in a sealed container.
В таблице 3 приведены конкретные составы предлагаемого вяжущего, а в таблице 4 - физико-механические характеристики заявленного вяжущего.Table 3 shows the specific composition of the proposed binder, and in table 4 - physico-mechanical characteristics of the claimed binder.
образцов
№ составаCharacteristic
samples
Composition number
Таким образом, вяжущее, изготовленное из предлагаемых компонентов, обладает более высокими показателями предела прочности при сжатии и коэффициента размягчения (водостойкости) по сравнению с показателями известного вяжущего (прототипа).Thus, the binder made from the proposed components has a higher compressive strength and softening factor (water resistance) compared to the known binder (prototype).
Claims (4)
Фосфогипс дигидрат - 77,0-87,5
Кремнеземсодержащий компонент - 10-20
Стеарат цинка - 2,5-3,01. An astringent, including phosphogypsum dihydrate, characterized in that it additionally contains a silica-containing component of natural origin, as well as a hydrophobizing additive of zinc stearate (zinc stearic acid [CH 3 (CH 2 ) 16 COO] 2 Zn) in the following ratio, wt.%:
Phosphogypsum dihydrate - 77.0-87.5
Silica-containing component - 10-20
Zinc Stearate - 2.5-3.0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013146483/03A RU2538556C1 (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Binding agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013146483/03A RU2538556C1 (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Binding agent |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538556C1 true RU2538556C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013146483/03A RU2538556C1 (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Binding agent |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538556C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LT6739B (en) | 2018-10-04 | 2020-06-25 | Kauno technologijos universitetas | Method of preparation of high strength gypsum binder |
RU2787485C1 (en) * | 2022-09-27 | 2023-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Raw mixture for compressed gypsum products and their manufacturing method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016867C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-07-30 | Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта | Binder |
RU2052416C1 (en) * | 1992-03-16 | 1996-01-20 | Петраков Борис Иванович | Feedstock for manufacture of building products |
KR20020096785A (en) * | 2001-06-20 | 2002-12-31 | 남해화학주식회사 | Artificial aggregate manufactured by using phospho-gypsum |
CN101608483A (en) * | 2009-07-10 | 2009-12-23 | 马鞍山科达机电有限公司 | A kind of phosphogypsum composite autoclaved brick and preparation method thereof |
RU2009103066A (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Керам" (RU) | RAW MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCING GYPSUM BINDER AND PRODUCTS BASED ON IT |
-
2013
- 2013-10-17 RU RU2013146483/03A patent/RU2538556C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2016867C1 (en) * | 1991-06-28 | 1994-07-30 | Петербургский институт инженеров железнодорожного транспорта | Binder |
RU2052416C1 (en) * | 1992-03-16 | 1996-01-20 | Петраков Борис Иванович | Feedstock for manufacture of building products |
KR20020096785A (en) * | 2001-06-20 | 2002-12-31 | 남해화학주식회사 | Artificial aggregate manufactured by using phospho-gypsum |
RU2009103066A (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Керам" (RU) | RAW MATERIAL MIXTURE FOR PRODUCING GYPSUM BINDER AND PRODUCTS BASED ON IT |
CN101608483A (en) * | 2009-07-10 | 2009-12-23 | 马鞍山科达机电有限公司 | A kind of phosphogypsum composite autoclaved brick and preparation method thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LT6739B (en) | 2018-10-04 | 2020-06-25 | Kauno technologijos universitetas | Method of preparation of high strength gypsum binder |
RU2787485C1 (en) * | 2022-09-27 | 2023-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Raw mixture for compressed gypsum products and their manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kaze et al. | Effect of silicate modulus on the setting, mechanical strength and microstructure of iron-rich aluminosilicate (laterite) based-geopolymer cured at room temperature | |
ES2863499T3 (en) | Compositions in the form of particles for the formation of geopolymers, their use and procedures to form geopolymers with these | |
KR101322413B1 (en) | METHOD FOR PREPARING WELL-BEING DRY CEMENT COMPOSITION USED BY γ-C_2S CLINKER | |
CN111566071A (en) | Method for preparing ettringite binder for forming building materials | |
WO2017116312A1 (en) | Cement composition with layered double hydroxide | |
KR101624612B1 (en) | An inorganic ceramic foam composition which can be cured at normal temperature and method of preparing the same. | |
RU2538556C1 (en) | Binding agent | |
KR100968073B1 (en) | Slag cement composition | |
KR101078335B1 (en) | Process of producing geopolymer using sodium silicate and the geopolymer | |
KR101611413B1 (en) | A environmental-friendly surface finishing additives of buildings, surface finishing composition comprising the same and environmental-friendly surface finishing of buildings | |
JP6563270B2 (en) | Cementitious hardened body and method for producing the same | |
EP2076471A1 (en) | The manufacturing method of construction materials using waterworks sludge | |
RU2497772C1 (en) | Composition for decoration | |
RU2540706C1 (en) | Binding agent | |
KR20170028233A (en) | A environmental-friendly surface finishing additives of buildings, surface finishing composition comprising the same and environmental-friendly surface finishing of buildings | |
JP2020029502A (en) | Solidification material and solidification method of soil | |
RU2466108C2 (en) | Binder | |
KR101611426B1 (en) | A environmental-friendly surface finishing additives of buildings, surface finishing composition comprising the same and environmental-friendly surface finishing of buildings | |
RU2376258C1 (en) | Lime and siliceous binder, method of lime and siliceous binder production and method of moulding sand production for extruded silicate items | |
Kandeel et al. | Effect of type of mixing water and sand on the physico–mechanical properties of magnesia cement masonry units | |
KR20170028232A (en) | A environmental-friendly surface finishing additives of buildings, surface finishing composition comprising the same and environmental-friendly surface finishing of buildings | |
El-Alfi et al. | Influence of substitution of ordinary portland cement by silica fume on the hydration of slag-portland cement pastes | |
RU2531501C1 (en) | Granulated composite filler based on moulding flask for concrete building products and concrete building product | |
KR101854128B1 (en) | Composition for Lime Mortar Comprising Natural Hydraulic Lime, Blast Furnace Slag and Limestone Powder | |
El-Mahllawy et al. | The influence of aggregate type on the physico-mechanical properties of magnesia cement pastes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201018 |