+

RU2847032C1 - Method of producing high-strength carbonised construction articles - Google Patents

Method of producing high-strength carbonised construction articles

Info

Publication number
RU2847032C1
RU2847032C1 RU2024129073A RU2024129073A RU2847032C1 RU 2847032 C1 RU2847032 C1 RU 2847032C1 RU 2024129073 A RU2024129073 A RU 2024129073A RU 2024129073 A RU2024129073 A RU 2024129073A RU 2847032 C1 RU2847032 C1 RU 2847032C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
strength
water
carried out
articles
Prior art date
Application number
RU2024129073A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Сулимов
Николай Владимирович Любомирский
Александр Сергеевич Бахтин
Виталий Витальевич Николаенко
Герман Русланович Биленко
Валентина Николаевна Волченкова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть")
Application granted granted Critical
Publication of RU2847032C1 publication Critical patent/RU2847032C1/en

Links

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to production of high-strength construction articles and can be used in construction industry to produce various construction articles. In particular, the invention relates to production of carbonate hardened articles from industrial wastes of metallurgy and carbon dioxide. Invention provides a method of producing high-strength carbonised articles. Method involves preparation and mixing of raw material, addition of water, moulding, forced carbonisation with subsequent complete immersion of the obtained articles into a container with water and holding in an aqueous medium. Mineral raw materials and residual products of metallurgy – slags and sludges – are used as raw materials.
EFFECT: improved strength characteristics of construction articles.
8 cl, 4 dwg, 6 tbl, 3 ex

Description

Заявляется способ производства высокопрочных карбонизированных строительных изделий.A method for producing high-strength carbonized building products is claimed.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯPURPOSE AND SCOPE OF APPLICATION

Изобретение относится к производству строительных изделий повышенной прочности и может быть использовано в строительной промышленности для производства различных строительных изделий. В частности, изобретение относится к области получения изделий карбонатного твердения из остаточных продуктов металлургии, в частности металлургических шлаков и шламов, и диоксида углерода и направлено на решение фундаментальной проблемы снижения углеродного следа экономики, в частности в нефте- и газоперерабатывающей, металлургической и строительной ее отраслях, и основывается на разработке научно-технологических основ поглощения и связывания антропогенного СО2 различными металлургическими шлаками и шламами в результате их переработки в сырье для строительных материалов и изделий. Помимо решения задачи утилизации СО2, изобретение может быть применено в производстве бетонных изделий, кирпичей, тротуарной плитки, а также в строительстве зданий и сооружений, где требуется применение материалов с повышенной прочностью и долговечностью.The invention relates to the production of high-strength building products and can be used in the construction industry for the production of various building components. Specifically, the invention relates to the production of carbonate-hardened products from metallurgical residual products, particularly metallurgical slags and sludges, and carbon dioxide. It is aimed at solving the fundamental problem of reducing the carbon footprint of the economy, particularly in the oil and gas refining, metallurgical, and construction industries. It is based on the development of scientific and technological foundations for the absorption and binding of anthropogenic CO2 by various metallurgical slags and sludges as a result of their processing into raw materials for building materials and products. In addition to solving the problem of CO2 utilization, the invention can be used in the production of concrete products, bricks, paving slabs, as well as in the construction of buildings and structures requiring materials with increased strength and durability.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Из уровня техники известны решения для производства карбонизированных строительных материалов.Solutions for the production of carbonized building materials are known from the prior art.

В частности, из уровня техники известны решения, в которых в качестве сырья используются побочные продукты или вторичные продукты металлургических производств (в частности шлаки и шламы). В решении компании Arcelormittal согласно изобретению [WO 2019064052, опубликовано 04.04.2019] расплавленный сталелитейный шлак, содержащий по меньшей мере 2 мас.% свободной извести, отверждают с получением частиц отвержденного шлака, имеющих диаметр меньше 1 мм. При отверждении расплавленный сталелитейный шлак приводят в контакт с по меньшей мере одним первым газом карбонизации. Частицы отвержденного шлака охлаждают до температуры, составляющей 300°C или ниже, со скоростью от 1 до 100°C/мин, причем при охлаждении частицы отвержденного шлака приводят в контакт с по меньшей мере одним вторым газом карбонизации. Устройство для непрерывного получения отвержденного сталелитейного шлака содержит замкнутую камеры, содержащую устройство для отверждения, устройство для впрыскивания первого газа карбонизации, устройство для второго газа карбонизации, нижнюю пористую стенку и устройство для впрыскивания третьего газа карбонизации через нижнюю пористую стенку. Обеспечивается получение отвержденного шлака с низким содержанием свободной извести при сохранении короткого времени обработки.In particular, prior art discloses solutions that utilize by-products or secondary products of metallurgical production (in particular slags and sludges) as raw materials. In the Arcelormittal solution according to the invention [WO 2019064052, published 04.04.2019], molten steelmaking slag containing at least 2% by weight of free lime is solidified to produce solidified slag particles having a diameter of less than 1 mm. During solidification, the molten steelmaking slag is brought into contact with at least one first carbonization gas. The solidified slag particles are cooled to a temperature of 300°C or lower at a rate of 1 to 100°C/min, wherein during cooling, the solidified slag particles are brought into contact with at least one second carbonization gas. A device for continuously producing solidified steelmaking slag comprises a closed chamber containing a solidification device, a device for injecting a first carbonization gas, a device for injecting a second carbonization gas, a lower porous wall, and a device for injecting a third carbonization gas through the lower porous wall. This ensures the production of solidified slag with a low free lime content while maintaining a short processing time.

Известно устройство для изготовления кирпича [CN 112318681, опубликовано 05.02.2021]. Изобретение раскрывает способ работы устройства для изготовления корпуса кирпича, карбонизированного диоксидом углерода, и относится к области производства кирпича для строительства. В изобретении специально разработаны два процесса предварительной карбонизации и вторичной карбонизации, так что извлечение из формы и быстрое повышение прочности плавно завершаются после временной стабилизации формы и прочности корпуса кирпича. Все системы в устройстве работают в соответствии с последовательностью технологических операций, так что загрузка, формование, уплотнение и транспортировка кирпичной формы выполняются одновременно, добавление кирпичного материала и равномерное смешивание выполняются в процессе предварительной карбонизации, производительность повышается за счет двухстадийного процесса и системы транспортировки; верхняя конвейерная лента и нижняя конвейерная лента вращаются посредством вращающегося вала, корпуса кирпичей извлекаются из форм через пружинные ограничители в кирпичных формах, а расформовка корпусов кирпичей и эффективное циклическое использование пустых кирпичных форм достигаются за счет электромагнитной адсорбции, высвобождения и транспортировки конвейерные ленты.A device for producing bricks is known [CN 112318681, published 05.02.2021]. The invention discloses a method of operating a device for producing a brick body carbonized with carbon dioxide, and relates to the field of producing bricks for construction. The invention specially develops two processes of pre-carbonization and secondary carbonization, so that demolding and rapid strengthening are smoothly completed after the temporary stabilization of the shape and strength of the brick body. All systems in the device operate in accordance with a sequence of process operations, so that loading, molding, compaction and transportation of the brick mold are carried out simultaneously, the addition of brick material and uniform mixing are performed during the pre-carbonization process, productivity is increased due to the two-stage process and the transportation system; The upper conveyor belt and the lower conveyor belt rotate by means of a rotating shaft, the brick bodies are removed from the molds through spring stoppers in the brick molds, and the demoulding of the brick bodies and the effective cyclic use of empty brick molds are achieved through electromagnetic adsorption, release and transportation of the conveyor belts.

Также из уровня техники известны решения, в которых в качестве сырья используются побочные продукты или вторичные продукты металлургических производств или отсевы камнедобычи и камнедробления. В работе “Способ производства композитных карбонизированных изделий” [RU 2642573, опубликовано 18.08.2017] описывается способ производства композитных карбонизированных изделий, включающий перемешивание гашеной кальциевой или доломитовой извести и карбонатного наполнителя в виде отходов добычи и обработки известняков фракции до 5 мм с получением формовочной массы, карбонизацию изделий углекислым газом, отличающийся тем, что дополнительно проводят порезку изделий, формовочную массу готовят методом экструзии, осуществляют экструзионное формование изделий из формовочной массы под давлением 55-75 кг-с/см2, а в качестве карбонатного наполнителя используют отходы камнепиления известняков-ракушечников или нуммулитовых известняков, или отходы дробления и переработки известняковых пород на щебень, или отходы дробления и переработки изверженных горных пород на щебень.Also known from the prior art are solutions in which by-products or secondary products of metallurgical production or screenings from stone mining and stone crushing are used as raw materials. The paper “Method for producing composite carbonized products” [RU 2642573, published 18.08.2017] describes a method for producing composite carbonized products, which includes mixing slaked calcium or dolomite lime and a carbonate filler in the form of waste from the extraction and processing of limestones with a fraction of up to 5 mm to obtain a molding mass, carbonizing the products with carbon dioxide, characterized in that the products are additionally cut, the molding mass is prepared by extrusion, extrusion molding of products from the molding mass is carried out under a pressure of 55-75 kg-s/cm2, and waste from the sawing of shell limestones or nummulitic limestones, or waste from the crushing and processing of limestone rocks into crushed stone, or waste from the crushing and processing of igneous rocks into crushed stone are used as carbonate filler.

В авторском свидетельстве “Способ изготовления известково-песчаных изделий” [Авторское свидетельство 330128, опубликовано 24.11.1972] описывается способ изготовления известково-песчаных изделий путем приготовления сырьевой смеси на основе негашеной доломитовой извести, формования изделий из смеси, с последующей их термообработкой, отличающийся тем, что, с целью устранения деформаций при термовлажностной обработке, повышения механической прочности и срока службы изделий, сырьевую смесь перед формованием выдерживают в течение 15-20 минут, а свежеотформованные изделия подвергают карбонизации углекислым газом величиной потока 0,15-0,2 л/см2 мин с последующей термовлажностной обработкой в течение 5-6 часов.The author's certificate "Method for manufacturing lime-sand products" [Author's certificate 330128, published 24.11.1972] describes a method for manufacturing lime-sand products by preparing a raw mix based on quicklime dolomite, molding products from the mix, followed by their heat treatment, characterized in that, in order to eliminate deformations during heat and moisture treatment, increase the mechanical strength and service life of the products, the raw mix is kept for 15-20 minutes before molding, and freshly molded products are carbonized with carbon dioxide at a flow rate of 0.15-0.2 l/cm2 min, followed by heat and moisture treatment for 5-6 hours.

В другой схожей работе авторов Роланд БАЙЕР, Вольфганг БУРЧЕР “Способ получения минеральных формованных изделий” [RU2248952C2] описывается способ получения формованных изделий с связанными фазами гидрата силиката кальция (КСГ), в котором смесь сырья из минеральных составляющих и, по крайней мере, одного вещества, содержащего кальций, которое может взаимодействовать с фазами гидрата силиката кальция, по крайней мере, одного пластификатора и воды смешивают до пластификации, конденсируют в червячном экструдере, прессуют через мундштук и полученные заготовки отверждают посредством гидротермальной реакции при давлении от 8 до 25 бар и высокой температуре от 180 до 240°С в атмосфере водяного пара с получением формованных изделий с КСГ-связанными фазами, причем в качестве пластификатора используют полиэтиленоксид или простой эфир целлюлозы, который имеет предпочтительно один или несколько заместителей из группы метила, этила, гидроксиэтила, гидроксипропила и сульфоэтила.In another similar work by Roland BAYER and Wolfgang BURCHER, “Method for producing mineral molded articles” [RU2248952C2], a method for producing molded articles with bound phases of calcium silicate hydrate (CSH) is described, in which a mixture of raw materials from mineral components and at least one substance containing calcium that can interact with the phases of calcium silicate hydrate, at least one plasticizer and water are mixed until plasticization, condensed in a screw extruder, pressed through a die and the resulting blanks are cured by means of a hydrothermal reaction at a pressure of 8 to 25 bar and a high temperature of 180 to 240°C in a water vapor atmosphere to produce molded articles with CSH-bound phases, wherein polyethylene oxide or a cellulose ether is used as a plasticizer, which preferably has one or more substituents from the methyl, ethyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl and sulfoethyl.

Также из уровня техники известен ряд решений, связанных с оборудованием для карбонатного твердения и принудительной карбонизации строительных материалов.Also known from the prior art are a number of solutions related to equipment for carbonate hardening and forced carbonization of building materials.

Известно техническое решение в области оборудования для карбонизации и графитации [CN219433778 (U), опубликовано 28.07.2023]. Комплексная печь карбонизации и графитации содержит корпус печи, внутреннюю камеру-контейнер, которая расположена в центре внутренней части корпуса печи. Корпус и внешняя дверца печи соединена с возможностью вращения относительно внутренней части. В верхней части корпуса печи выполнено цилиндрическое вытяжное отверстие; имеются впускные и выпускные отверстия для охлаждающей воды, расположенные на внешней боковой дверце печи; впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха расположены сформированы на левой и правой сторонах корпуса печи соответственно.A technical solution is known in the field of carbonization and graphitization equipment [CN219433778 (U), published 07/28/2023]. The integrated carbonization and graphitization furnace comprises a furnace body and an internal container chamber, which is located in the center of the furnace body interior. The furnace body and the outer door are connected so as to rotate relative to the inner part. A cylindrical exhaust opening is formed in the upper part of the furnace body; inlet and outlet openings for cooling water are located on the outer side door of the furnace; an air inlet opening and an air outlet opening are formed on the left and right sides of the furnace body, respectively.

Наиболее близким аналогом выбран “Способ изготовления известково-песчаных изделий” [Авторское свидетельство 630236 , опубликовано 30.10.1978]. Способ изготовления известково-песчаных изделий на основе негашеной магнезиальной или доломитовой извести, включающий формование изделий, их карбонизацию и последующее твердение, отличающийся тем, что с целью повышения прочности, уменьшения расхода тепла и упрощения технологии путем исключения тепловлажностной обработки, последующее твердение проводят в щелочной среде при нормальных условиях, а затем изделия подсушивают. Твердение проводят в рециркулируемом растворе гидроксида натрия 0,3-0,5 нормальной концентрации.The closest analogue chosen was "Method for manufacturing lime-sand products" [Author's Certificate 630236, published 10/30/1978]. The method for manufacturing lime-sand products based on quicklime or dolomite lime includes molding the products, their carbonization and subsequent hardening, characterized in that, in order to increase strength, reduce heat consumption and simplify the technology by eliminating heat and moisture treatment, subsequent hardening is carried out in an alkaline medium under normal conditions, and then the products are dried. Hardening is carried out in a recirculated sodium hydroxide solution of 0.3-0.5 normal concentration.

ПРОБЛЕМАТИКА И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТPROBLEMS AND TECHNICAL RESULTS

Недостатками рассмотренных решений является недостаточная прочность получившихся изделий карбонатного твердения в сравнении с настоящим изобретением. Также общими недостатками известного уровня техники является применение энергозатратных способов твердения изделий (автоклавная обработка при давлении до 25 бар и температуре до 240°С или термовлажностная обработка при температуре до 100°С и времени до 6 часов), а также получение при данных способах производства низкой механической прочности изготовленных строительных изделий. Низкая прочность соответственно, будет обуславливать незначительный срок эксплуатации изделий при высокой себестоимости их производства, а также значительной металлоемкости производственной линии, в особенности в случае использования автоклавного оборудования.The disadvantages of the solutions discussed include the insufficient strength of the resulting carbonate-cured products compared to the present invention. Other common drawbacks of the prior art include the use of energy-intensive curing methods (autoclave curing at pressures up to 25 bar and temperatures up to 240°C or heat-moisture curing at temperatures up to 100°C and times up to 6 hours), as well as the low mechanical strength of the resulting building products obtained with these production methods. Consequently, low strength will result in a short service life for the products, high production costs, and significant metal consumption in the production line, especially when using autoclave equipment.

Это влечет за собой высокую конкуренцию на рынке строительных изделий в сегменте со схожими прочностными характеристиками и схожей себестоимостью.This entails high competition in the construction products market in a segment with similar strength characteristics and similar cost.

Недостатками ближайшего аналога является низкая прочность (15,7 МПа) получившихся изделий карбонатного твердения в сравнении с настоящим изобретением. При этом, дополнительная выдержка изделий после карбонизации в рециркулируемом растворе гидроксида натрия 0,3-0,5 нормальной концентрации, вызывает необходимость в наличии существенного парка дорогих коррозионностойких емкостей и как следствие значительных производственных площадей. Также необходимость высушивания изделий при температуре до 100°С, после их извлечения из емкостей с раствором гидроксида натрия увеличивает общие энергозатраты на производство и как следствие увеличивается себестоимость готовой продукции.The disadvantages of the closest analogue include the low strength (15.7 MPa) of the resulting carbonate-cured products compared to the present invention. Furthermore, the additional curing of the products after carbonation in a recirculated sodium hydroxide solution of 0.3-0.5% of the normal concentration necessitates a significant fleet of expensive corrosion-resistant tanks and, consequently, significant production space. Furthermore, the need to dry the products at temperatures up to 100°C after removing them from the tanks containing the sodium hydroxide solution increases overall energy consumption for production and, consequently, the cost of the finished product.

Техническим результатом изобретения является увеличение прочностных характеристик строительных изделий. При этом технический результат может быть достигнут без увеличения энергопотребления, материалоемкости.The technical result of the invention is to increase the strength characteristics of building products. Moreover, this technical result can be achieved without increasing energy consumption or material intensity.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Технический результат достигается решением задачи усовершенствования способа производства высокопрочных карбонизированных строительных изделий путем финальной обработки карбонизированных изделий.The technical result is achieved by solving the problem of improving the method for producing high-strength carbonized building products through final processing of carbonized products.

Способ производства высокопрочных карбонизированных изделий включает подготовку и смешение сырья, в качестве которого используется минеральное сырье и остаточные продукты металлургии, добавление воды, формование, принудительную карбонизацию с последующим выдерживанием получившихся изделий в водной среде в течение периода времени от 12 до 28 суток.The method for producing high-strength carbonized products includes the preparation and mixing of raw materials, which are mineral raw materials and residual metallurgical products, the addition of water, molding, forced carbonization, and subsequent curing of the resulting products in an aqueous environment for a period of 12 to 28 days.

В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования способа производства высокопрочных карбонизированных строительных изделий путем финальной обработки карбонизированных изделий.The invention is based on the technical task of improving the method for producing high-strength carbonized building products through final processing of carbonized products.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе производства высокопрочных карбонизированных строительных изделий, который включает формование изделий прессованием из формовочной сырьевой смеси, карбонизацию углекислым газом и последующее твердение изделий в водной среде согласно изобретению сырьевую смесь готовят на основе остаточных продуктов металлургии: измельченных металлургических шлаков/шламов и заполнителей, в качестве заполнителей используют техногенные металлургические отходы фракцией до 5 мм, формование изделий осуществляют при удельном давлении прессования 10-30 МПа. Полученные после формования изделия подвергают карбонизации в камере при концентрации СО2 до 99 % в течение 3-6 часов при атмосферном давлении и температуре 20-50°С. Извлеченные из камеры карбонизации изделия помещаются в емкости с водой для последующей выдержки в водной среде в течение определенного периода времени (подробнее рассмотрено в примерах осуществления).The technical problem is solved by a method for producing high-strength carbonized building products, which involves molding the products by pressing from a molding raw mix, carbonization with carbon dioxide, and subsequent curing of the products in an aqueous medium. According to the invention, the raw mix is prepared using residual metallurgical products: crushed metallurgical slag/sludge and fillers. Man-made metallurgical waste with a fraction of up to 5 mm is used as fillers. The products are molded at a specific pressing pressure of 10-30 MPa. After molding, the products are carbonized in a chamber at a CO2 concentration of up to 99% for 3-6 hours at atmospheric pressure and a temperature of 20-50°C. The products removed from the carbonization chamber are placed in containers with water for subsequent curing in an aqueous medium for a specified period of time (discussed in more detail in the implementation examples).

ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ И ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS AND DRAWINGS

Общая блок-схема процесса приведена на фигуре 1, где:The general flow chart of the process is shown in Figure 1, where:

1 - блок подготовки сырья;1 - raw material preparation unit;

2 - блок формования;2 - molding block;

3 - блок карбонизации;3 - carbonation block;

4 - блок выдерживания в воде;4 - water holding unit;

5 - склад готовой продукции.5 - finished goods warehouse.

На фигурах 2 - 4 представлены изображения продукции, получаемой согласно изобретению, а именно - кирпичей и тротуарной плитки согласно примерам осуществления.Figures 2-4 show images of products obtained according to the invention, namely bricks and paving slabs according to embodiment examples.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом есть следующая причинно-следственная связь. В заявленном способе в качестве вяжущего используются измельченные металлургические шлаки/шламы, содержащие в своем составе значительное количество оксидов кальция и магния, вступающих в активное химическое взаимодействие с углекислым газом с образованием наноразмерных кристаллов карбоната кальция. В результате данной реакции после 3-6 часов выдержки изделий в камере карбонизации прочность изделий достигает 50-60 МПа, а в структуре изделий остается часть измельченных металлургических шлаков/шламов, не вступивших в реакцию карбонизации, но обладающих скрытогидравлическими свойствами. Полученные таким образом изделия помещают в емкости с водой для последующей выдержки в водной среде в диапазоне от 12 до 28 суток в результате чего активируется процесс гидратации частиц измельченных металлургических шлаков/шламов, не вступивших в реакцию карбонизации. Выдерживание карбонизированных изделий в водной среде проводится при нормальных условиях. За счет гидратации данных частиц в структуре материала изделий образуются дополнительные кристаллические новообразования, которые способствуют повышению прочностных показателей изделий до 90-95 МПа, а также снижению водопоглощения материала изделий до 3-7 %. В комплексе указанная взаимосвязь способствует повышению срока эксплуатации полученных изделий за счет увеличения циклов морозостойкости, т.е. свойства в основном определяющего долговечность строительных изделий. В заявленном способе карбонизация изделий в камере карбонизации осуществляется без избыточного давления в течение 3-6 часов при температуре 20-50°С. При этом температура в камере карбонизации повышается до 50°С за счет химической реакции карбонизации являющейся экзотермической. В заявленном способе выдержка изделий после карбонизации осуществляется в емкостях с обычной водопроводной водой в течение 28 суток. Согласно прототипу, выдержка изделий осуществляется в растворе гидроксида натрия, являющегося агрессивным щелочным соединением и требующем соответственно емкостей из коррозионностойких материалов, что увеличивает капиталовложения в оборудование. В заявленном способе использование воды в качестве среды для выдержки изделий существенно снижает требования к материалу емкостей с точки зрения коррозионной стойкости, а соответственно и капиталовложений.The following cause-and-effect relationship exists between the essential features of the invention and the technical result. The claimed method utilizes ground metallurgical slag/sludge as a binder. These slags contain significant amounts of calcium and magnesium oxides, which actively react with carbon dioxide to form nanoscale calcium carbonate crystals. As a result of this reaction, after 3-6 hours of exposure to carbonation in the chamber, the strength of the products reaches 50-60 MPa, while the structure of the products retains some ground metallurgical slag/sludge that has not undergone the carbonation reaction but possesses latent hydraulic properties. The resulting products are then placed in water-filled containers for subsequent aging in an aqueous medium for 12 to 28 days, which activates the hydration process of the ground metallurgical slag/sludge particles that have not undergone the carbonation reaction. Carbonized products are maintained in an aqueous environment under normal conditions. Due to the hydration of these particles, additional crystalline formations form in the product's structure, increasing the product's strength to 90-95 MPa and reducing water absorption by 3-7%. Taken together, this interaction increases the service life of the resulting products by increasing frost resistance cycles, a property that primarily determines the durability of construction products. In the claimed method, carbonization of products in a carbonation chamber is carried out without excess pressure for 3-6 hours at a temperature of 20-50°C. The temperature in the carbonation chamber rises to 50°C due to the exothermic chemical reaction of carbonation. In the claimed method, the products are maintained after carbonization in containers with ordinary tap water for 28 days. According to the prototype, the products are aged in a sodium hydroxide solution, an aggressive alkaline compound that requires corrosion-resistant containers, which increases capital investment in the equipment. The proposed method, using water as the aging medium, significantly reduces the corrosion resistance requirements for the container material and, consequently, the investment costs.

Процесс изготовления изделий состоит из операций подготовки вяжущих и заполнителей, смешением данных компонентов с получением формовочной сырьевой смеси, прессованием изделий из сырьевой смеси, карбонизацию изделий углекислым газом в камере карбонизации с последующей выдержкой получившихся изделий в водной среде для придания изделиям высоких прочностных характеристик.The manufacturing process consists of the operations of preparing binders and fillers, mixing these components to obtain a molding raw mix, pressing products from the raw mix, carbonization of the products with carbon dioxide in a carbonization chamber, followed by aging the resulting products in an aqueous environment to impart high strength characteristics to the products.

Подготовка вяжущих и заполнителей для использования их в сырьевых составах должна предусматривать их сушку до влажности 0-1 % по массе и последующее измельчение (для вяжущих) до получения порошка с удельной поверхностью частиц от 250 до 450 м2/кг. Заполнитель используют крупностью до 5 мм и получают отсеиванием крупных фракций металлургических шлаков и шламов или при необходимости измельчают с последующей классификацией и отбором требуемых фракций.The preparation of binders and fillers for use in raw material compositions should include drying to a moisture content of 0-1% by weight and subsequent grinding (for binders) to obtain a powder with a specific particle surface area of 250 to 450 m2 /kg. Filler sizes up to 5 mm are used and are obtained by screening out large fractions of metallurgical slags and sludge or, if necessary, by grinding, followed by classification and selection of the required fractions.

Для приготовления сырьевых смесей измельченное вяжущее и заполнитель крупностью до 5 мм, в требуемых пропорциях загружают в высокоскоростной смеситель (гомогенизатор) и перемешивают. После гомогенизации смеси в смеситель подается требуемое количество воды и снова осуществляется процесс перемешивания для равномерного распределения воды в смеси. При необходимости в смеситель добавляются дополнительные компоненты, например, пигменты. Далее подготовленную смесь подают в пресс, где происходит формирование изделий. Отпрессованные изделия загружают в камеру карбонизации, где осуществляется их искусственная карбонизация. Принудительную карбонизацию полученных после прессования изделий проводят в карбонизационной камере в течение от 3 до 6 часов в искусственно созданных средах с концентрацией СО2 в диапазоне от 30 до 99 об.%. После карбонизации изделия извлекают из камеры и помещают в водную среду для последующего выдерживания в диапазоне от 12 до 28 суток.To prepare raw mixes, crushed binder and aggregate up to 5 mm in size are loaded into a high-speed mixer (homogenizer) in the required proportions and mixed. After homogenization, the required amount of water is added to the mixer, and the mixing process is repeated to evenly distribute the water throughout the mixture. Additional components, such as pigments, are added to the mixer if necessary. The prepared mixture is then fed to a press, where the products are formed. The pressed products are loaded into a carbonation chamber, where they are artificially carbonized. Forced carbonation of the products obtained after pressing is carried out in the carbonation chamber for 3 to 6 hours in an artificially created environment with a CO2 concentration ranging from 30 to 99 vol%. After carbonization, the products are removed from the chamber and placed in an aqueous medium for subsequent aging for 12 to 28 days.

В частности, готовые изделия помещают в водную среду полным погружением изделий в открытую емкость. Размер емкости зависит от количества изделий. По истечение данного времени изделия достигают необходимых характеристик и могут быть отгружены потребителю или на склад.Specifically, finished products are placed in an aqueous environment by completely immersing them in an open container. The container size depends on the number of products. After this time, the products reach the required characteristics and can be shipped to the customer or warehouse.

В частном случае реализации изобретения, после выдерживания в водной среде в течение заданного времени проводили пропаривание для проведения дальнейших исследований прочности изделий.In a particular case of the invention implementation, after keeping the products in an aqueous environment for a specified time, steaming was carried out to conduct further studies of the strength of the products.

Блок подготовки сырья представляет собой площадку, на которой размещено следующее оборудование, входящее в состав установки:The raw material preparation unit is a platform where the following equipment, which is part of the installation, is located:

- сушилка барабанная для сушки шлама/шлака и минерального сырья;- drum dryer for drying sludge/slag and mineral raw materials;

- дробильно-помольно-сортировочный комплекс переработки шлама/шлаков и минерального сырья;- crushing, grinding and sorting complex for processing sludge/slag and mineral raw materials;

- ленточные и винтовые транспортеры для подачи на переработку и складирование подготовленного сырья;- belt and screw conveyors for feeding prepared raw materials for processing and storage;

- пневмотранспорт для транспортирования молотого сырья в силос;- pneumatic transport for transporting ground raw materials to the silo;

- силос для хранения молотого сырья;- silo for storing ground raw materials;

- расходные бункера для хранения минерального заполнителя.- consumption bins for storing mineral filler.

Блок формовки включает:The molding unit includes:

- скоростного смесителя-активатора с дозаторным комплексом;- high-speed mixer-activator with a dosing complex;

- гидравлических прессов полусухого прессования;- hydraulic presses for semi-dry pressing;

- роботов укладчиков отформованных изделий на поддоны;- robots for stacking molded products on pallets;

- емкость для воды;- water container;

- ленточные и винтовые транспортеры для транспортирования сырья и формовочной смеси.- belt and screw conveyors for transporting raw materials and molding sand.

Блок карбонизационного твердения представляет собой комплекс из карбонизационных камер и манипуляторный комплекс загрузки-выгрузки поддонов с изделиями и транспортировки изделий после карбонизации на участок упаковки.The carbonization curing unit is a complex of carbonization chambers and a manipulator complex for loading and unloading pallets with products and transporting products after carbonization to the packaging area.

Блок выдерживания карбонизированных изделий в водной среде для увеличения прочностных характеристик представляет собой открытые или закрытые емкости, в которые помещаются карбонизированные изделия для дальнейшего выдерживания в заданном промежутке времени для придания изделиям прочностных характеристик. Емкость должна быть такого размера чтобы изделия полностью покрывались водой и дополнительно 10 см водного слоя сверху верхнего ряда изделий.A unit for curing carbonized products in an aqueous environment to increase their strength consists of open or closed containers in which carbonized products are placed for a specified period of time to enhance their strength. The container should be large enough to completely cover the products with water, plus an additional 10 cm of water above the top row of products.

Склад готовой продукции представляет крытую площадку. Складирование и погрузка готовой продукции осуществляются с помощью вилочных автопогрузчиков.The finished goods warehouse is a covered area. Forklifts are used for storing and loading finished goods.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯEXAMPLES OF IMPLEMENTATION

Способ производства высокопрочных карбонизированных строительных изделий иллюстрируется рядом примеров, реализованных в условиях опытно-промышленной эксплуатации изобретения.The method for producing high-strength carbonized building products is illustrated by a number of examples implemented in pilot industrial operation of the invention.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Сырьевая база:Raw material base:

- нефелиновый шлам подготовленный (измельченный);- prepared (crushed) nepheline sludge;

- нефелиновый шлам отвальный (без предварительного измельчения);- waste nepheline sludge (without preliminary crushing);

- вода;- water;

- углекислый газ, улавливаемый из потоков отдувочных газов (концентрация ≈80 об.%).- carbon dioxide captured from exhaust gas streams (concentration ≈80 vol.%).

Запуск технологического цикла по примеру 1 проведен на 1000 шт. изделий - кирпича карбонатного твердения. Эскиз и общий вид кирпича представлен на фигуре 2.The production cycle for Example 1 was launched using 1,000 carbonate-hardened bricks. A sketch and general view of the brick are shown in Figure 2.

Режим карбонатного твердения кирпичейCarbonate hardening mode of bricks

Режим принудительной карбонизации изделий в камере проходит в искусственно созданной среде с повышенной концентрацией СО2 в три стадии:The forced carbonization mode of products in the chamber takes place in an artificially created environment with an increased concentration of CO2 in three stages:

1-я стадия - активного карбонатного твердения:1st stage - active carbonate hardening:

- продолжительность - 30 мин,- duration - 30 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 200 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 200 kg;

2-я стадия - умеренного карбонатного твердения:2nd stage - moderate carbonate hardening:

- продолжительность - 90 мин,- duration - 90 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 100 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 100 kg;

3-я стадия - выдерживания в диоксид углеродной среде:Stage 3 - exposure to carbon dioxide:

- продолжительность - 120 мин,- duration - 120 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 100 кг.- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 100 kg.

После того, как процесс карбонизации полностью завершен, готовые изделия перед складированием помещаются в водную среду для придания изделиям прочностных характеристик. Выдержка в воде проходит 28 суток. Временной диапазон обусловлен видом изделия, его габаритами и необходимыми прочностными характеристиками.Once the carbonization process is complete, the finished products are immersed in water to impart strength before storage. The curing period is 28 days. The time period depends on the type of product, its dimensions, and the required strength characteristics.

Результаты испытаний образцов после 28 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой до пропаривания.Results of testing samples after 28 days of exposure in a container with distilled water before steaming.

Таблица 1. Прочностные характеристики после выдерживания в воде.Table 1. Strength characteristics after exposure to water.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после выдержки в воде, МПаStrength of the sample after exposure to water, MPa
аA bb Образцы кирпича на основе нефелинового шлама Samples of bricks based on nepheline mud 11 2525 1212 110500110500 10,110.1 36,836.8 45,645.6 22 2525 1212 109675109675 10,210.2 36,636.6 44,544.5 33 2525 1212 111250111250 9,99.9 37,137.1 46,146.1 СреднееAverage 10,110.1 36,836.8 45,445.4

Результаты испытаний образцов после 28 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой и последующего проведения трех циклов пропаривания.Results of testing samples after 28 days of exposure in a container with distilled water and subsequent three steaming cycles.

Таблица 2. Прочностные характеристики после выдерживания в воде и пропаривания.Table 2. Strength characteristics after exposure to water and steaming.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после цикла пропаривания, МПаStrength of the sample after the steaming cycle, MPa
аA bb Образцы кирпича на основе нефелинового шлама Samples of bricks based on nepheline mud 11 2525 1212 115750115750 9,69.6 -- 48,148.1 22 2525 1212 117000117,000 9,99.9 -- 49,549.5 33 2525 1212 116250116250 9,79.7 -- 48,648.6 СреднееAverage 9,79.7 -- 48,748.7

В ходе проведения испытаний образцов кирпича на силикатный распад, процессов, свидетельствующих о деструкции материала образцов не выявлено (появление трещин, шелушения поверхности). Как видно из таблиц 1 и 2, водопоглощение по массе образцов до и после пропаривания практически не изменяется, а разбежка в значениях находится в пределах погрешности эксперимента. В случае протекания силикатного распада в теле материала (полиморфное превращение 2СаО∙SiO2 из одной формы в другую), его водопоглощение должно существенно увеличится. Данные испытания показали стойкость полученного карбонизированного материала кирпича против силикатного распада.During tests of brick samples for silicate decomposition, no processes indicating material degradation (such as cracks or surface peeling) were detected. As can be seen from Tables 1 and 2, water absorption by weight of the samples before and after steam curing remained virtually unchanged, and the variation in values was within the experimental error. If silicate decomposition occurs within the material (the polymorphic transformation of 2CaO∙ SiO2 from one form to another), its water absorption should increase significantly. These tests demonstrated the resistance of the resulting carbonized brick material to silicate decomposition.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Аналогично проведенному первому эксперименту был проведен эксперимент 2 в котором сократилось время выдерживания карбонизированных изделий в водной среде.Similar to the first experiment, experiment 2 was conducted in which the time of exposure of carbonized products in an aqueous environment was reduced.

Для данного эксперимента в качестве карбонизированных изделий были выбраны плиты тротуарные на основе сталеплавильного шлака.For this experiment, paving slabs based on steel slag were chosen as carbonized products.

Сырьевая база:Raw material base:

- сталеплавильный шлак, подготовленный дробленный (измельченный);- steelmaking slag, prepared crushed (ground);

- шлак сталеплавильный отвальный фракции 0,63-5 мм (без предварительного измельчения);- waste steelmaking slag of fraction 0.63-5 mm (without preliminary crushing);

- вода;- water;

- углекислый газ, улавливаемый из потоков отдувочных газов (концентрация ≈80 об.%).- carbon dioxide captured from exhaust gas streams (concentration ≈80 vol.%).

Запуск технологического цикла по примеру 2 проведен на 1000 шт. плит тротуарных карбонатного тверденияThe launch of the technological cycle according to example 2 was carried out on 1000 pieces of carbonate-hardened paving slabs

Режим принудительной карбонизации изделий в камере проходит в искусственно созданной среде с повышенной концентрацией СО2 в три стадии:The forced carbonization mode of products in the chamber takes place in an artificially created environment with an increased concentration of CO2 in three stages:

1-я стадия - активного карбонатного твердения:1st stage - active carbonate hardening:

- продолжительность - 60 мин,- duration - 60 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 130 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 130 kg;

2-я стадия - умеренного карбонатного твердения:2nd stage - moderate carbonate hardening:

- продолжительность - 120 мин,- duration - 120 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 90 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 90 kg;

3-я стадия - выдерживания в диоксид углеродной среде:Stage 3 - exposure to carbon dioxide:

- продолжительность - 120 мин,- duration - 120 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 40 кг.- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 40 kg.

После того, как процесс карбонизации полностью завершен, готовые изделия перед складированием помещаются в водную среду для придания изделиям прочностных характеристик. Выдержка происходила в течении 12 суток. Временной диапазон обусловлен видом изделия, его габаритами и необходимыми прочностными характеристиками.Once the carbonization process is complete, the finished products are placed in an aqueous medium to impart strength before storage. The curing period lasts for 12 days. The timeframe depends on the type of product, its dimensions, and the required strength characteristics.

Результаты испытаний образцов после 12 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой до пропаривания.Results of testing samples after 12 days of exposure in a container with distilled water before steaming.

Таблица 3. Прочностные характеристики после выдерживания в воде.Table 3. Strength characteristics after exposure to water.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после выдержки в воде, МПаStrength of the sample after exposure to water, MPa
аA bb Образцы плитки на основе сталеплавильного шлака Samples of tiles based on steel slag 11 77 77 4950049500 6,76.7 75,275.2 99,099.0 22 77 77 5362553625 6,76.7 81,581.5 107,3107.3 33 77 77 4800048000 6,66.6 73,073.0 96, 096, 0 СреднееAverage 6,76.7 76,676.6 100,8 100.8

Результаты испытаний образцов после 12 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой и последующего проведения трех циклов пропаривания.Results of testing samples after 12 days of exposure in a container with distilled water and subsequent three steaming cycles.

Таблица 4. Прочностные характеристики после выдерживания в воде и пропаривания.Table 4. Strength characteristics after exposure to water and steaming.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после цикла пропаривания, МПаStrength of the sample after the steaming cycle, MPa
аA bb Образцы плитки на основе сталеплавильного шлака Samples of tiles based on steel slag 11 77 77 4500045,000 6,86.8 -- 96,096.0 22 77 77 5400054000 6,26.2 -- 98,2 98.2 33 77 77 4712547125 6,96.9 -- 94,394.3 СреднееAverage 6,66.6 -- 96,296.2

В ходе проведения испытаний образцов плит тротуарных на силикатный распад, процессов (появление трещин, шелушения поверхности), свидетельствующих о деструкции материала образцов не выявлено. Как видно из таблиц 3 и 4, водопоглощение по массе образцов до и после пропаривания практически не изменяется, а разбежка в значениях находится в пределах погрешности эксперимента. В случае протекания силикатного распада в теле материала (полиморфное превращение 2СаО∙SiO2 из одной формы в другую), его водопоглощение должно существенно увеличится. Данные испытания показали стойкость полученного карбонизированного материала плит против силикатного распада. Падение средней прочности изделий после трех циклов пропаривания находится в пределах погрешности и не является следствием падения прочности изделий.During silicate decomposition testing of paving slab samples, no processes (cracking or surface peeling) indicating material degradation were detected. As can be seen from Tables 3 and 4, water absorption by weight of the samples before and after steam curing remained virtually unchanged, and the variation in values was within the experimental error. If silicate decomposition occurs within the material (the polymorphic transformation of 2CaO∙ SiO2 from one form to another), its water absorption should increase significantly. These tests demonstrated the resistance of the resulting carbonized slab material to silicate decomposition. The decrease in average product strength after three steam curing cycles was within the error limit and was not a consequence of a decrease in product strength.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Для сравнения полученных результатов после двух проведенных экспериментов был проведен эксперимент с выдерживанием в водной среде плит тротуарных в течении 20 суток.To compare the results obtained after two experiments, an experiment was conducted with keeping paving slabs in an aqueous environment for 20 days.

В качестве сырьевой базы для производства плит тротуарных был выбран шлак электрометаллургического комбината.Slag from an electrometallurgical plant was chosen as the raw material base for the production of paving slabs.

Сырьевая база:Raw material base:

- шлак электросталеплавильный, подготовленный дробленный (измельченный);- prepared crushed (ground) electric steelmaking slag;

- шлак электросталеплавильный отвальный фракции 0,63-5 мм (без предварительного измельчения);- electric steelmaking waste slag of fraction 0.63-5 mm (without preliminary crushing);

- вода;- water;

- углекислый газ, улавливаемый из потоков отдувочных газов (концентрация ≈80 об.%).- carbon dioxide captured from exhaust gas streams (concentration ≈80 vol.%).

Запуск технологического цикла по примеру 2 проведен на 1000 шт. плит тротуарных карбонатного твердения.The launch of the technological cycle according to example 2 was carried out on 1000 pieces of carbonate-hardened paving slabs.

Режим принудительной карбонизации изделий в камере проходит в искусственно созданной среде с повышенной концентрацией СО2 в три стадии:The forced carbonization mode of products in the chamber takes place in an artificially created environment with an increased concentration of CO2 in three stages:

1-я стадия - активного карбонатного твердения:1st stage - active carbonate hardening:

- продолжительность - 60 мин,- duration - 60 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 130 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 130 kg;

2-я стадия - умеренного карбонатного твердения:2nd stage - moderate carbonate hardening:

- продолжительность - 120 мин,- duration - 120 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 90 кг;- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 90 kg;

3-я стадия - выдерживания в диоксид углеродной среде:Stage 3 - exposure to carbon dioxide:

- продолжительность - 120 мин,- duration - 120 min,

- количество СО2, которое требуется подать в камеру - 40 кг.- the amount of CO2 that needs to be supplied to the chamber is 40 kg.

После того, как процесс карбонизации полностью завершен, готовые изделия перед складированием помещаются в водную среду для придания изделиям прочностных характеристик. Выдержка в воде проходит 20 суток. Временной диапазон обусловлен видом изделия, его габаритами и необходимыми прочностными характеристиками.Once the carbonization process is complete, the finished products are immersed in water to impart strength before storage. The curing period is 20 days. The time frame depends on the type of product, its dimensions, and the required strength characteristics.

Результаты испытаний образцов после 20 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой до пропаривания.Results of testing samples after 20 days of exposure in a container with distilled water before steaming.

Таблица 5. Прочностные характеристики после выдерживания в воде.Table 5. Strength characteristics after exposure to water.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после выдержки в воде, МПаStrength of the sample after exposure to water, MPa
аA bb Образцы плитки на основе шлака электрометаллургического Samples of tiles based on electrometallurgical slag 11 77 77 4112541125 8,38.3 59,459.4 80,580.5 22 77 77 4075040750 8,38.3 67,567.5 83,383.3 33 77 77 4125041250 9,39.3 69,369.3 85,585.5 СреднееAverage 8,68.6 66,566.5 83,183.1

Результаты испытаний образцов после 20 суток выдержки в емкости с дистиллированной водой и последующего проведения трех циклов пропаривания.Results of testing samples after 20 days of exposure in a container with distilled water and subsequent three steaming cycles.

Таблица 6. Прочностные характеристики после выдерживания в воде и пропаривания.Table 6. Strength characteristics after exposure to water and steaming.


п/п
No.
p/p
Геометрические размеры, смGeometric dimensions, cm Разрушающая нагрузка, кгсBreaking load, kgf Водопоглощение по массе, %Water absorption by weight, % Прочность образца, МПаSample strength, MPa Прочность образца после цикла пропаривания, МПаStrength of the sample after the steaming cycle, MPa
аA bb образцы плитки на основе шлака электрометаллургического samples of tiles based on electrometallurgical slag 11 77 77 3662536625 9,19.1 -- 82,382.3 22 77 77 4162541625 8,98.9 -- 81,581.5 33 77 77 4275042750 9,59.5 -- 82,582.5 СреднееAverage 9,29.2 -- 82,182.1

В ходе проведения испытаний образцов плит тротуарных на силикатный распад, процессов (появление трещин, шелушения поверхности), свидетельствующих о деструкции материала образцов не выявлено. Как видно из таблиц 5 и 6, водопоглощение по массе образцов до и после пропаривания практически не изменяется, а разбежка в значениях находится в пределах погрешности эксперимента. В случае протекания силикатного распада в теле материала (полиморфное превращение 2СаО∙SiO2 из одной формы в другую), его водопоглощение должно существенно увеличиться. Данные испытания показали стойкость полученного карбонизированного материала плит против силикатного распада.During silicate decomposition testing of paving slab samples, no processes (cracking or surface peeling) indicating material degradation were detected. As can be seen from Tables 5 and 6, the water absorption by weight of the samples before and after steam curing remained virtually unchanged, and the variation in values was within the experimental error. If silicate decomposition occurs within the material (the polymorphic transformation of 2CaO∙ SiO2 from one form to another), its water absorption should increase significantly. These tests demonstrated the resistance of the resulting carbonized slab material to silicate decomposition.

Claims (8)

1. Способ производства высокопрочных карбонизированных изделий, включающий подготовку и смешивание сырья, в качестве которого используется минеральное сырье и остаточные продуктов металлургии – шлаки и шламы, добавление воды, формование, принудительную карбонизацию с последующим полным погружением получившихся изделий в емкость с водой и выдерживанием получившихся изделий в водной среде в течение периода времени от 12 до 28 суток.1. A method for producing high-strength carbonized products, which includes the preparation and mixing of raw materials, which are mineral raw materials and residual products of metallurgy - slags and sludge, the addition of water, molding, forced carbonization, followed by complete immersion of the resulting products in a container with water and maintaining the resulting products in an aqueous environment for a period of time from 12 to 28 days. 2. Способ по п. 1, в котором формование изделий осуществляется прессованием из формовочной сырьевой смеси.2. The method according to paragraph 1, in which the molding of the products is carried out by pressing from the molding raw material mixture. 3. Способ по п. 1, в котором карбонизация осуществляется в течение от 3 до 6 часов в искусственно созданных средах с концентрацией СО2 в диапазоне от 30 до 99 об.%.3. The method according to claim 1, wherein carbonization is carried out for 3 to 6 hours in artificially created environments with a CO2 concentration in the range of 30 to 99 vol.%. 4. Способ по п. 1, в котором выдерживание осуществляется в дистиллированной воде.4. The method according to claim 1, wherein the holding is carried out in distilled water. 5. Способ по п. 1, в котором выдерживание в водной среде осуществляется при нормальных условиях.5. The method according to claim 1, wherein the holding in an aqueous medium is carried out under normal conditions. 6. Способ по п. 1, в котором выдерживание в водной среде осуществляется в открытых или закрытых емкостях.6. The method according to paragraph 1, in which the holding in an aqueous medium is carried out in open or closed containers. 7. Способ по п. 1, в котором выдерживание в водной среде осуществляется с таким расположением изделий, чтобы обеспечивался водный слой сверху изделий или верхнего ряда изделий не менее 0,1 м.7. The method according to paragraph 1, in which the holding in an aqueous environment is carried out with the products arranged in such a way as to ensure a water layer on top of the products or the top row of products of at least 0.1 m. 8. Способ по п. 1, в котором изготавливаемыми изделиями является плита тротуарная или кирпич.8. The method according to paragraph 1, wherein the manufactured products are paving slabs or bricks.
RU2024129073A 2024-09-30 Method of producing high-strength carbonised construction articles RU2847032C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2847032C1 true RU2847032C1 (en) 2025-09-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU630236A1 (en) * 1977-06-20 1978-10-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Теплоизоляционных И Акустических Строительных Материалов И Изделий Method of making lime-sand articles
RU2663887C2 (en) * 2016-11-09 2018-08-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of manufacturing limestone walling construction materials
RU2673485C1 (en) * 2017-11-30 2018-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of manufacturing limestone wall construction materials
RU2740982C1 (en) * 2020-06-26 2021-01-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Crude mixture for production of carbonized construction articles
CN112318681A (en) * 2020-10-27 2021-02-05 南京林业大学 Operation method of carbon dioxide carbonized brick body manufacturing device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU630236A1 (en) * 1977-06-20 1978-10-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Теплоизоляционных И Акустических Строительных Материалов И Изделий Method of making lime-sand articles
RU2663887C2 (en) * 2016-11-09 2018-08-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of manufacturing limestone walling construction materials
RU2673485C1 (en) * 2017-11-30 2018-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method of manufacturing limestone wall construction materials
RU2740982C1 (en) * 2020-06-26 2021-01-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Crude mixture for production of carbonized construction articles
CN112318681A (en) * 2020-10-27 2021-02-05 南京林业大学 Operation method of carbon dioxide carbonized brick body manufacturing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2276714B1 (en) Method of producing a mainly carbonate bonded article by carbonation of alkaline materials
CN109574610B (en) A method for efficiently preparing low-cost carbonized bricks by utilizing steel slag
US6548438B2 (en) Method for processing clay ceramic materials
CN112654592A (en) Multi-step curing of green bodies
LT3818B (en) Method for producing a building element and building element formed
CN115677248A (en) Carbon-fixing lightweight aggregate and preparation method thereof
CN105985075B (en) Recycling method of cement concrete waste
CN116041008B (en) Sludge solid waste resource utilization method and application thereof
RU2397967C1 (en) Method of making semi-finished product for producing construction materials
CN102659421A (en) Production method of mullite cast steel brick
CN107459339A (en) A kind of FCC dead catalyst lytag and its production method
CN111116111A (en) Green concrete regeneration process and concrete
RU2847032C1 (en) Method of producing high-strength carbonised construction articles
EP2771305B9 (en) Method for producing a bonded article comprising a press-moulded, carbonated granular material
CN114956774B (en) Synergistic mineralization of CO by utilizing bulk solid wastes 2 Method for producing building materials
RU2100324C1 (en) Method of manufacturing building parts and raw ceramic mass for manufacturing building parts
WO2017175240A1 (en) Autoclaved fly ash bricks and method of manufacturing the same
JP2005320202A (en) Cement composition using waste concrete fine powder and method for producing the same
RU2847031C2 (en) Method and apparatus for producing carbonised building materials
WO2025193128A1 (en) Method and apparatus for producing carbonated building materials
RU2225379C1 (en) Method of manufacturing building products and their starting ceramic mixture
RU2227803C1 (en) Method of production of coal bricks
CN111454006A (en) A kind of gel material and preparation method of concrete and concrete
CN118580055B (en) A non-fired pure magnesium slag carbon-absorbing building block without hidden dangers of volume stability and a manufacturing method thereof
CN116903340B (en) A method for preparing auxiliary cementitious materials and concrete products by utilizing carbonized steel slag from industrial furnace tail gas
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载