Development of binders based on the СаО–Fe2O3 system

Abstract

The object of research is the processes of structure formation and modeling of the properties of a specialized binder. The development of new binding materials based on production waste with high early strength indicators could make it possible to speed up construction period and is one of the urgent tasks at present. This study focused on the creation of binders based on the СаО–Fe2O3 system. The developed binder of the СаО–Fe2O3 system has the following composition: limestone – 26 %; red slime – 74 %, which has a dense fine-porous structure and high early strength indicators – 22.5 MPa with a density of 1960 kg m3. There is also an increase in the average density of samples annealed at a temperature of 1200 ℃ for 60 minutes, ground and mixed with water, in comparison with samples fired at 1100 ℃ for 60 minutes, by 500 kg/m3, due to new formations. The prospect of using modified composite binders with special functional properties has been substantiated. The use of production waste based on the СаО-Fe2O3 system could make it possible to obtain materials with high physical and mechanical properties, which makes them promising for application in various areas of the construction industry. The development of such binders will help reduce the environmental impact of the construction industry, owing to the use of affordable and effective components. This approach will not only contribute to the improvement of the quality of building materials but also help reduce the ecological burden on the environment by using alternative resources and industrial waste. The developed binder could be used for the development of solutions for 3d printing, as well as repair of concrete coatings Об’єктом дослідження є процеси структурування формування та моделювання властивостей спеціалізованого в'яжучого. Розробка нових в’яжучих матеріалів на основі відходів виробництва з високими показниками ранньої міцності дозволила б прискорити терміни будівництва і є одним з актуальних завдань на даний час. Дана робота присвячена створенню в’яжучих на основі системи СаО–Fe2O3. Розроблена зв’язка системи СаО–Fe2O3 має наступного складу: вапняк – 26 %; червоний шлам – 74 %, який має щільну дрібнопористу структуру та високі ранні показники міцності – 22,5 МПа при щільності 1960 кг м3. Також спостерігається збільшення середньої щільності зразків, відпалених при температурі 1200 ℃ протягом 60 хвилин, подрібнених і змішаних з водою, порівняно зі зразками, обпаленими при 1100 ℃ протягом 60 хвилин, на 500 кг/м3 за рахунок новоутворень. . Обґрунтовано перспективність використання модифікованих композиційних в’яжучих з особливими функціональними властивостями. Використання відходів виробництва на основі системи СаО-Fe2O3 дозволило б отримати матеріали з високими фізико-механічними властивостями, що робить їх перспективними для застосування в різних галузях будівельної галузі. Розробка таких в’яжучих допоможе зменшити вплив будівельної галузі на навколишнє середовище за рахунок використання доступних і ефективних компонентів. Такий підхід сприятиме не лише підвищенню якості будівельних матеріалів, а й зменшить екологічне навантаження на навколишнє середовище за рахунок використання альтернативних ресурсів та промислових відходів. Розроблене сполучне може бути використано для розробки рішень для 3d-друку, а також ремонту бетонних покриттів.