Low-base cement, problems and advantages of its use


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-7-3-9

Full Text:




Abstract

An analytical review of the problems and advantages of using low-base cements is given. In particular, the issues of reducing the energy and specific costs of raw materials in the production of low-base cements, replacing mineral raw materials with man-made raw materials in the production cycle, as well as environmental protection in the production of low-base cements by reducing the emission of carbon and nitrogen oxides while saving energy costs are considered. Based on the results of the analytical review, conclusions are drawn.


About the Authors

T. M. Khudyakova
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


O. G. Kolesnikova
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


N. N. Zhanikulov
Международный университет «Silkway»
Kazakhstan


N. E. Botabaev
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


G. S. Kenzhibaevа
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


G. M. Iztleuov
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


A. Zh. Suigenbaevа
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


A. N. Kutzhanova
Алматинский технологический университет
Kazakhstan


H. A. Ashirbaev
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


V. A. Kolesnikovа
Южно-Казахстанский университет имени М. О. Ауэзова
Kazakhstan


References

1. Мануйлов, В. Е. Энергосбережение в технологии цемента при комплексном использовании техногенных материалов Уральского региона : автореф. дис. … канд. техн. наук. ― Белгород, 2001. ― 18 с.

2. Ермеков, М. Т. Повышение гидравлической активности и размолоспособности белитового клинкера /М. Т. Ермеков, В. Д. Барбанягрэ, Т. М. Худякова, О. Г. Колесникова // Materiály XII mezinárodní vědecko-praktická konference «Vědecký průmysl evropského kontinentu-2016». Díl 10. Chemie a chemické technologie : Praha. ― 2016. ― S. 73‒81.

3. Taimasov, B. T. Development and testing of low-energyintensive technology of receiving sulphate-resistant and road portlandcement / B. T. Taimasov, B. K. Sarsenbayev [et al.] // Eurasian Chem. Tech. J. ― 2017. ― Vol. 19, № 4. ― P. 347‒355. https://doi.org/10.18321/ectj683.

4. Kolesnikov, A. S. Thermodynamic modeling of chemical and phase transformations in a waelz process-slag–carbon system / A. S. Kolesnikov, G. S. Kenzhibaeva, N. E. Botabaev [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― P. 289‒292. https://doi.org/10.1007/s11148-020-00474-4. (Колесников, А. С. Термодинамическое моделирование химических и фазовых превращений в системе шлак от вельцевания ‒ углерод / А. С. Колесников, Г. С. Кенжибаева, Н. Е. Ботабаев [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 5. ― С. 45‒49. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-5-45-49.)

5. Zhanikulov, N. N. Receiving portland cement from technogenic raw materials of South Kazakhstan portlandcement / N. N. Zhanikulov, T. M. Khudyakova [et al.] // Eurasian Chem. Tech. J. ― 2019. ― Vol. 21, № 4. ― P. 334‒340. https://doi.org/10.18321/ectj890.

6. Kolesnikov, A. S. Kinetic Investigations into the distillation of nonferrous metals during complex processing of waste of metallurgical industry / A. S. Kolesnikov // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. ― 2015. ― Vol. 56, №. 1. ― Р. 1‒5. https://doi.org/10.3103/S1067821215010113.

7. Khudyakova, T. M. Optimization of raw material mixes in studying mixed cements and their physicomechanical properties / T. M. Khudyakova, A. S. Kolesnikov, B. E. Zhakipbaev [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 1. ― P. 76‒81. https://doi.org/10.1007/s11148-019-00312-2. (Худякова, Т. М. Оптимизация сырьевых смесей с исследованием получения смешанных цементов и их физико-механических характеристик / Т. М. Худякова, А. С. Колесников, Б. Е. Жакипбаев [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 1. ― С. 59‒64. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-59-64.)

8. Kolesnikov, A. S. Chemical and phase transitions in oxidized manganese ore in the presence of carbon / A. S. Kolesnikov, I. V. Sergeeva, N. E. Botabaev [et al.] // Steel in Translation. ― 2017. ― Vol. 47, № 9. ― P. 605‒609. https://doi.org/10.3103/S0967091217090078.

9. Satbaev, B. N. Environmental technology for the integrated disposal of man-made wastes of the metallurgical industry: self-curing, chemically resistant refractory mass / B. N. Satbaev, A. I. Koketaev, E. O. Aimbetova [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2019. ― Vol. 60, № 3. ― P. 318‒322. https://doi.org/10.1007/s11148-019-00360-8. (Сатбаев, Б. Н. Природоохранная технология комплексной утилизации техногенных отходов металлургической промышленности: самоспекающаяся химически стойкая огнеупорная масса / Б. Н. Сатбаев, А. И. Кокетаев, Е. О. Аймбетова [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 6. ― С. 64‒68.)

10. Kolesnikov, A. S. Thermodynamic simulation of chemical and phase transformations in the system of oxidized manganese ore ‒ carbon / A. S. Kolesnikov, I. V. Sergeeva, M. E. Botabaev [et al.] // Izvestiya Ferrous Metallurgy. ― 2017. ― Vol. 60, № 9. ― P. 759‒765. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-9-759-765.

11. Peng, Zhiwei. Slag metallurgy and metallurgical waste recycling / Zhiwei Peng, Dean Gregurek, Christine Wenzl, Jesse F. White // JOM. ― 2016. ― Vol. 68, № 9. ― P. 2313‒2315. https://doi.org/10.1007/s11837-016-2047-2.

12. Khoroshavin, L. B. Problems of technogenic resources / L. B. Khoroshavin, V. A. Perepelitsyn, D. K. Kochkin // Refract. Ind. Ceram. ― 1998. ― Vol. 39, № 9/10. ― P. 366‒368. https://doi.org/10.1007/BF02770604. (Хорошавин, Л. Б. Проблемы техногенного сырья / Л. Б. Хорошавин, В. А. Перепелицын, Д. К. Кочкин // Огнеупоры и техническая керамика. ― 1998. ― № 10. ― С. 15‒18.)

13. Kolesnikov, A. S. Review of the processing of minerals and technogenic sulfide raw material with the extraction of metals and recovering elemental sulfur by electrochemical methods / A. S. Kolesnikov, V. N. Naraev, M. I. Natorhin [et al.] // Rasayan J. Chem. ― 2020. ― Vol. 13, № 4. ― P. 2420‒2428. http://dx.doi.org/10.31788/RJC.2020.1346102.

14. Сычев, М. М. Возможности снижения энергозатрат при производстве и использовании цементов / М. М. Сычев // Цемент. ― 1980. ― № 2. ― С. 9.

15. Классен, В. К. Энергоресурсосбережение в производстве цемента / В. К. Классен // Современные наукоемкие технологии. ― 2004. ― № 1. ― С. 58, 59. URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=21554 (дата обращения: 16.12.2020).

16. Kolesnikov A. S. Review of technogenic waste and methods of its processing for the purpose of complex utilization of tailings from the enrichment of non-ferrous metal ores as a component of the raw material mixture in the production of cement clinker / A. S. Kolesnikov, B. Ye. Zhakipbaev, N. N. Zanikulov [et al.] // Rasayan J. Chem. ― 2021. ― Vol. 14, № 2. ― P. 997‒1005. http://dx.doi.org/10.31788/RJC.2021.1426229.

17. Барбанягрэ, В. Д. Активизация клинкерных фаз кратковременным высокотемпературным легированием / В. Д. Барбанягрэ, Т. Е. Головизнина // Цемент и его применение. ― 1999. ― № 5/6. ― С. 23‒26.

18. Малышева, Н. Л. О возможности получения цементов белитового типа при пониженных затратах ТЭР / Н. Л. Малышевa, В. Е. Каушанский // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении», Белгород, 1989. ― С. 69.

19. Тейлор, X. Химия цемента / X. Тейлор. ― М. : Мир, 1996.― 560 с.

20. Осокин, А. П. Высокоактивный портландцемент на основе низкоосновного клинкера / А. П. Осокин, В. Г. Акимов, В. Н. Панюшкин, А. Е. Сапочев // Докл. Междунар. конф. «Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций», Белгород, 1995. ― С. 74.

21. Осокин, А. П. Особенности структуры и свойств модифицированных цементов / А. П. Осокин, В. Г. Акимов, Е. Н. Потапова // Цемент. ― 1993. ― № 5/6. ― С. 43‒47.

22. Юдович, Б. Э. Цементная промышленность и экология / Б. Э. Юдович, А. М. Дмитриев, Ю. А. Лями, С. А. Зубехин // Цемент. ― 1998. ― № 3. ― С. 11‒19.

23. Судакас, Л. Г. Состав, теплота образования и гидравлическая активность низкоосновных клинкеров / Л. Г. Судакас, М. В. Коугия, Н. А. Соколова // Цемент. ― 1984. ― № 3.― С. 14‒17.

24. Бутт, Ю. М. Портландцемент / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев. ― М. : Стройиздат, 1974. ― 325 с.

25. Бойкова, А. И. Белиты сложного состава / А. И. Бойкова, Л. В. Грищенко, Г. П. Нилова, А. И. Доманский // Цемент. ― 1980. ― № 7. ― С. 9‒11.

26. Бойкова, А. И. Химия, кристаллохимия и физическая химия минералов клинкера и цементного камня / А. И. Бойкова // Цемент. ― 1980. ― № 12. ― С. 6‒10.

27. Ильинец, А. М. Особенности фазовых переходов в двухкальциевом силикате / А. М. Ильинец, М. Я. Бикбау // Тр. НИИЦСМ. ― 1990. ― № 1. ― С. 17‒21.

28. Горшков, В. С. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений / В. С. Горшков, В. Г. Савельев, Н. Ф. Федоров. ― М. : Высшая школа, 1988. ― 400 с.

29. Бутт, Ю. М. О полиморфизме и стабилизации высокотемпературных модификаций двухкальциевого силиката / Ю. М. Бутт, В. В. Тимашев, М. Я. Бикбау // Тр. МХТИ им. Д. И. Менделеева. ― 1975. ― № 87. ― С. 6‒9.

30. Горшков, И. В. Стабилизация двухкальциевого силиката в клинкере / И. В. Горшков, В. Г. Савельев, С. И. Иващенко // Тез. докл. IV Всесоюз. совещ. по химии и технологии цемента. ― М., 1982. ― С. 12.

31. Овчаренко, Г. И. Активный белитовый цемент / Г. И. Овчаренко // Цемент. ― 1987. ― № 4. ― С. 16‒18.

32. Пат. 209353425 Российская Федерация. Способ обжига цементного клинкера / Заузаев А. Н., Демичев В. П., Андросов А. И. [и др.] ; заявл. 13.10.92 ; опубл. 20.05.95, Бюл. № 14.

33. Судакас, Л. Г. Проблемы низкоосновных клинкеров / Л. Г. Судакас // Цемент. ― 1992. ― № 2. ― С. 65‒70.

34. Тимашев, В. В. Общие теоретические основы химии клинкера / В. В. Тимашев, А. П. Осокин // VI Всесоюз. науч.-техн. совещ. по химии и технологии цемента, М., 1982. ― С. 12‒18.

35. Беляков, А. В. Полиморфизм в двухкальциевом силикате и вакансии по кислороду / А. В. Беляков // Цемент. ― 1999. ― № 1. ― C. 27‒30.

36. Боженов, П. И. К проблеме вяжущих веществ на основе ортосиликата кальция / П. И. Боженов, П. А. Григорьев, Г. И. Овчаренко // Тр. V Всесоюз. науч.-техн. совещ. По химии и технологии цемента, М., 1980. ― С. 76.

37. Акимов, В. Г. Влияние структуры клинкерных минералов на их реакционную способность / В. Г. Акимов, В. Н. Панюшкин, О. А. Жура // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедениии», Белгород. ― 1989. ― Ч. 5. ― С. 8.

38. Кузнецова, Т. В. Влияние микроструктуры минералов на гидратационную активность портландцемента / Т. В. Кузнецова, А. П. Осокин, В. Г. Акимов [и др.] // Тр. ин-та / Гос. ВНИИ цем. пром-ти. ― 1988. ― № 97. ― С. 91‒95.

39. Кулик, В. А. Влияние комплексных добавок на свойства и структуру алита / В. А. Кулик, А. А. Салей, М. Д. Щеглова [и др.]. ― Днепропетровск : Укр. гос. химико-технол. ун-т, 1995. ― С. 11.

40. Бойкова, А. И. Дефектность твердых растворов двухкальциевого силиката / А. И. Бойкова, М. Г. Деген, В. А. Парамонова // Шестой Междунар. конгр. По химии цемента. Т. 1 ; под ред. А. С. Болдырева. ― М. : Стройиздат, 1976. ― С. 68‒71.

41. Сычев, М. М. Дефектность и термостимулированная люминесценция / М. М. Сычев, П. В. Зозуля, Г. М. Полозов // Тр. ин-та / Гос. ВНИИ цем. пром-ти. ― 1988. ― № 97. ― С. 156‒161.

42. Судакас, Л. Г. Научные принципы и опыт реализации промышленного выпуска активных низкоосновных клинкеров / Л. Г. Судакас, А. Ф. Крапля, А. A. Федик // Тр. НИИцемента. ― 1989. ― Вып. 98. ― С. 124‒129.

43. Стригунов, В. В. Особенности получения низкоосновных клинкеров / В. В. Стригунов // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении», Белгород. ― 1989. ― С. 96.

44. Барбанягрэ, В. Д. Повышение гидравлической активности низкоосновных клинкеров в начальные сроки твердения / В. Д. Барбанягрэ, Т. Е. Головизнина // Сб. докл. междунар. конф. «Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений», Белгород. ― 1997. ― Ч. 1. ― С. 15‒18.

45. Барбанягрэ, В. Д. К увеличению гидравлической активности низкоосновного клинкера в начальные сроки твердения / В. Д. Барбанягрэ, Т. Е. Головизнина // Материалы междунар. науч.-техн. конф. «Резервы производства строительных материалов», Барнаул. ― 1997. ― 4.1. ― С. 10.

46. Головизнина, Т. Е. Активизация клинкерных фаз кратковременным высокотемпературным легированием / Т. Е. Головизнина // Материалы междунар. конф. «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века», Белгород. ― 1998. ― С. 216‒219.

47. Барбанягрэ, В. Д. Кратковременное высокотемпературное легирование ― эффективный способ повышения гидравлической активности низкоосновных клинкеров / В. Д. Барбанягрэ, Т. М. Худякова, Б. Т. Таймасов, Н. Н. Жаникулов // Вестник КазГАСА. ― 2017. ― № 3 (65). ― С. 111‒119.

48. Барбанягрэ, В. Д. Быстротвердеющий высокопрочный низкоосновный клинкер, полученный кратковременным высокотемпературным легированием / В. Д. Барбанягрэ, Т. Е. Головизнина // Материалы междунар. конф. «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века», Белгород. ― 2000. ― С. 17‒21.

49. Пат. 2168473 Российская Федерация. Способ обжига быстротвердеющего низкоосновного цементного клинкера / Барбанягрэ В. Д., Мануйлов В. Е., Головизнина Т. Е. ; заявл. 04.02.99 ; опубл. 10.06.01, Бюл. № 16.

50. Худякова, Т. М. Исследование фазовых превращений клинкерных минералов при высокотемпературном легировании на основе свойства низкоосновного быстротвердеющего цемента : промежуточный отчет / Т. М. Худякова, В. Д. Барбанягрэ, Б. Т. Таймасов. ― Шымкент, 2015. ― 75 с. ― Рег. № 0115РК01522.

51. Худякова, Т. М. Низкоосновный быстротвердеющий цемент: производство и применение / Т. М. Худякова, В. Д. Барбанягрэ, Б. Т. Таймасов, А. С. Колесников // Вестник КазНИТУ. ― 2017. ― № 5. ― С. 302‒306.

52. Худякова, Т. М. Разработка малоэнергоемкой технологии портландцемента из низкоосновных сырьевых смесей / Т. М. Худякова, В. Д. Барбанягрэ, Б. Т. Таймасов, А. С. Колесников // Вестник КазНИТУ. ― 2017. ― № 5. ― С. 307‒312.

53. Худякова, Т. М. Быстротвердеющий низкоосновный клинкер, полученный кратковременным высокотемпературным легированием / Т. М. Худякова, В. Д. Барбанягрэ, К. М. Гаппарова [и др.] // Материалы ХVI Междунар. науч.-практич. конф. «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс-2016», 23‒24 ноября 2016 г., Кемерово. ― Кемерово : Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева, 2016. ― С. 1‒6.

54. Худякова, Т. М. Один из путей повышения гидравлической активности низкоосновных цементов / Т. М. Худякова, О. Г. Колесникова, И. И. Полякова, А. С. Колесников // European Student Scientific Journal. ― 2017. ― № 2. ― С. 2. URL: https://sjes.esrae.ru/ru/article/view?id=414 (дата обращения: 16.12.2020).


Supplementary files

For citation: Khudyakova T.M., Kolesnikova O.G., Zhanikulov N.N., Botabaev N.E., Kenzhibaevа G.S., Iztleuov G.M., Suigenbaevа A.Z., Kutzhanova A.N., Ashirbaev H.A., Kolesnikovа V.A. Low-base cement, problems and advantages of its use. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;1(7):3-9. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-7-3-9

Views: 308

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)