Меню

Диоксида титана для цемента



Диоксид титана упрочняет цемент

Статья содержит краткий анализсостояния производства и потребления диоксида титана, перспективы организации егопроизводства диоксида в России по состоянию на 2007 год, предложение поорганизации побочного производства белого пигмента (заменителя диоксида титана)для строительной индустрии.

Диоксид титанапигментный является наиболее востребованным товаром на мировом рынке. Мировойобъем его производства— 4,5 млнт.

Мировые цены надиоксид титана возросли на 10% по сравнению с 2006 г., инициатором этого процесса стала американскаяфирма-производитель «DePont».

Россия является крупным потребителем диоксидатитана на мировом рынке. Точный объем потребления диоксида титана в России не известен.На основании опросаторговых компаний, поставляющих диоксид титана на российский рынок, а такжеоценки объемов поставок по производителям, не фигурирующим в данных ФТС РФ (илифигурирующих с незначительными объемами поставок), но чья продукция взначительных объемах представлена на российском рынке, с учетом производимого вРоссии диоксида титана на «Соликамском магниевом заводе» и волгоградском«Химпроме», объем российского рынка в 2005 г. оценен в 70 тыс. т.

Вместе с тем из-заразвития лакокрасочной промышленности (на которую приходится 57% всего потреблениядиоксида титана) и увеличения производства качественной бумаги (на 12%) потребности в пигменте к 2010 г. в России могутвозрасти до 110 тыс. т. В современныханалитических обзорах потребности строительной индустрии в белом пигменте —диоксиде титана не учитываются, а фактическая потребность ежегодно возрастает.

Вопрос обеспечения строительной индустрии диоксидом титана крайне важен какдля производства строительных красок предприятиями бывшего Минместпрома ичастными строительными фирмами, так и для производства штукатурок, грунтовок изатирок.

Отдаленные районы, например Забайкалье, не имеют возможности ввозить белыйцемент — очень дорого. Производители вынуждены окрашивать серый цемент в белыйцвет, вводя 8 % диоксида титана.

Московский завод ЖБИ № 17 неоднократно использовал диоксид титана дляокраски серого цемента, так как в технологической линии завода не предусмотренаподача белого цемента.

Таким образом, вопрос обеспечения строительной индустрии диоксидом титанаостается открытым. Импортный диоксид титана не всегда применим — из-за егостоимости.

Исследование влияния диоксида титана на прочностные характеристикипортландцемента показали увеличение его прочности на марку, тогда как введениедругих пигментов вызывает снижение прочности портландцемента на 20 % и менее.

Пигментный диоксидтитана существуют в двух формах — анатазная и рутильная и производится по двум технологическим схемам:сульфатный и хлорный способы. Обеформымогут быть произведены любым из способов.

По сравнению ссульфатным хлорный способ является более экологически чистым и совершеннымблагодаря возможности осуществлять процесс в непрерывном режиме, чтопредполагает полную автоматизацию производства. Однако хлорный способ избирателен ксырью, а в связи с использованием хлора и высоких температур требует применениякоррозионностойкого оборудования.

Собственноероссийское производство пигментного диоксида титана осуществляется наСоликамском магниевом заводе в объеме 4 тыс.т/год в соответствии стребованиями ТУ 17 15-347-00545484-94. Ценаготового продукта — 31000руб./т.Качество получаемого пигмента значительно ниже мирового уровня по устойчивостик ультрафиолетовому облучению, реологическим свойствам, разбеливающей способности и отклонению от цветовогоэталона.

Борьба за российский рынок идет в первую очередь междудвумя украинскими заводами по производству диоксида титана — ЗАО «Крымский Титан» (86 тыс.т/год) и ОАО «Сумыхимпром» (50 тыс.т/год) — и западными поставщиками(США, Финляндия, Швеция и т.д.).

На территорииРоссии наметилось строительство нескольких заводов.

В Амурской области фирма Aricom рассчитывает начать работу на базеКуранахского титаноильменитовогоместорождения.

Компания Aricomбыла создана в сентябре 2003 г. специально для реализации титанового проекта компанииPeter Hambro Mining (PHM), специализирующейся на золотодобыче в России.11 мая 2007 Aricom привлекла 65млн $ для разработки Куранахского месторождения.

Для того чтобывыйти на рынок (фактически пустой) и занять на немдоминирующее положение, компания Peter Hambro Mining подготовила проекторганизации производства полного цикла — начиная от добычи и обогащения ильменитовой руды допроизводства и сбыта диоксида титана. В настоящее время немецкая компанияFerrostaal AG готовит технико-экономическое обоснование строительствагорнообогатительного комбината (ГОК) на Куранахском месторождении и завода попроизводству диоксида титана в Тынде. Расчетная мощность ГОК — 735,3 тыс. т руды ежегодно, что позволит производить117,65 тыс. т ильменитового концентрата. Вблизи Тынды, в 440 км от месторождения, будет построен завод попроизводству 50 тыс. тдиоксида титана, в том числе 37,5 тыс. тпигмента для лакокрасочнойпромышленности, 7,5 тыс. т — для пластмасс и 5 тыс. т — для бумаги. При этом нуждыстроительной отрасли не оцениваются вовсе.

В Карелии запасыПудожгорского месторождения железо-титан-ванадиевых руд имеют стратегическоезначение для российской экономики, поскольку их разработка позволит снизитьзависимость страны от импорта титанового сырья. Общие ресурсытитаномагнетитовых руд Пудожского района оцениваются в 3,6 млрд т, этокрупнейшая сырьевая база Северо-Запада России. Однако ее освоение невозможнобез развития транспортной и энергетической инфраструктур.

В Республике Коми в Ярегском месторождениисосредоточено около 40% запасов титана России. Проект его освоения обоснован возможностьюразработки технологии совместной добычи двух полезных ископаемых — титановой руды и нефти.

В Томской областисырьевой базой производства пигментного диоксида титана являются утвержденныезапасы Туганского месторождения ильменит-цирконовых песков.

Технологическаясхема производства начинается с добычных работ (забой — экскаватор — самосвал — склад обогатительногокомплекса), далее проводятся работы по обогащению, включающие в себя первичноегравитационное обогащение до стадии получения чернового коллективногоконцентрата, электромагнитную и электростатическую доводку чернового концентратадо товарной продукции.

Читайте также:  Тросовые датчик уровня цемента

По информации от27 марта 2007, корпорация «ВСМПО-Ависма» намерена увеличить к 2010 г. выпуск титана в 1,5 раза. В период с 2000 по 2005 гг.производство товарной продукции повысилось в 2,5 раза, а в период до 2010 г. прирост, как ожидается, составит 1,7–1,9 раза.

В Томске создаетсяособая экономическая зона.По информации от 30 мая 2007г., Томскую экономическую зонупостроит «Монтена инвест». Компания «Монтена инвест» стала победителем вконкурсе ОАО «Особая экономическая зона «Томск»» на строительство первого корпуса южной площадки особой экономическойзоны (ОЭЗ) в Академгородке.

В сложившейся ситуации на рынке потребления пигментного диоксида титанановый способ получения механоактивированного заменителя диоксида титана имеетбольшую перспективу в плане насыщения рынка и получения прибылей.

Пигмент белый механоактивированный (рецептура «Хризантема») являетсязаменителем диоксида титана, обладает повышенной термо- и светостойкостью,нерастворим в связующих, обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, щелоче-и атмосферостойкостью, низкой маслоемкостью.

При получении механоактивированного белого пигмента используется энергиямеханоактивации, которая содействует совершению химических актов междукомпонентами механоактивируемой смеси. Получаемый продукт несет родительскиесвойства компонентов сырьевой смеси. Механоактивированный белый пигмент«Хризантема» обладает каталитическими свойствами. При этом окрашиваниематериалов с использованием механоактивированного белого пигмента происходит намолекулярном уровне.

Технология получения механоактивированного белого пигмента порошковая,безотходная, выбросы в атмосферу минимально возможные для применяемых устройств:циклонов и рукавных фильтров.

Механоактивированный белый пигмент «Хризантема» имеет большие перспективы примененияв строительстве и смежных отраслях для получения окрашенных материалов в связис низким классом опасности «З», наличием неограниченной сырьевой базы исравнительно невысокой (в 2 раза ниже, чем диоксида титана) ценой.

Разработка подготовлена к промышленному внедрению и защищена патентом наизобретение № 2205849 «Пигмент и способ его получения».

В табл. 1 приведены данные о влиянии добавкимеханоактивированного белого пигмента «Хризантема» на степень белизны иактивностьбелого портландцемента М-300, производимого на ОАО «Щуровский цемент». Испытание на равномерностьизменения объемавыдержали все пробы. В испытаниях использовался диоксид титана рутильной формы, производство Сумского ОАО «Химпром».

Источник

1.102 Пигмент белый «Диоксид титана TD-R950 (TiO2)» (Китай)

1.102 Пигмент белый «Диоксид титана TD-R950 (TiO2)» (Китай)

Диоксид титана TD-R950 (Tongchem, Китай) – высокоэффективный неорганический белый пигмент для осветлениия вяжущего (цемент, гипс, полимер) и придании белизны и чистых ярких и особенно пастельных цветов при применении в бетоне, красках, пластмассах, бумаге. TD-R950 — рутильная марка белого пигмента рекомендованная для окрашивания бетона и штукатурных смесей. Отличается высокой яркостью, белизной и атмосферостойкостью. Не желтеет под воздействием света.

Внимание ! Цена за 1 кг. Товар отпускается в мешках по 25 кг. Необходимо вводить кол-во кратное 25.

  • Описание
  • Дополнительная информация
  • Отзывы (0)

Описание товара

Применение диоксида титана TONGCHEM TD-R950 (TiO2) для отбеливания бетона и гипса

Высококачественный сухой ПИГМЕНТ ДИОКСИД ТИТАНА TONGCHEM TD-R950 (TiO2) – это эффективный белый краситель, придающий максимальную белизну при использовании в бетоне, красках, пластмассах, бумаге. Придает краскам высокую укрывистость, превосходя по эффективности все остальные белые пигменты (окись цинка и.т.д.).

Белый пигмент (диоксид титана) незаменим для процедуры осветления серого цемента или гипса, которые зачастую имеют исходный серый оттенок. Посторонний цветовой шум – это серьезное препятствие для получения чистых цветов в готовых изделиях из смесей на основе бетона и гипса (тротуарная плитка, малые архитектурные формы, облицовочный камень и.т.д.). Также это практически непреодолимое препятствие при попытке окраски бетона в светлые, пастельные тона. Даже белый цемент не всегда дает требуемую чистоту цвета, а использование инертных заполнителей (гранитного или гравийного шебня, крошки и отсева, карьерного песка) не имеющих белого цвета сильно усугубляет ситуацию.

Для отбеливания цемента или гипса используют диоксид титана рутильной формы. Титановые белила добавляются в состав бетона в количестве 0.5-3% по массе всей смеси (вяжущего и заполнителя) для отбеливания, нейтрализации цветовых загрязнений или иной корректировки цвета. Кол-во зависит от исходного цвета отбеливаемого вяжущего и наполнителя. Чем темнее — тем больше требуется пигмента.

Внимание : В отличие от цветных железоокисных пигментов диоксид титана расчитывается не по массе вяжещего (цемента), а по массе всей сухой смеси.

TONGCHEM TD-R950 является РУТИЛЬНОЙ формой диоксида титана, которая превосходит анатазную форму по белизне и атмосферостойкости и оптимально подходит для окрашивания бетонов и кладочных смесей для наружного применения.

Пигмент (диоксид титана) марки TONGCHEM TD-R950 применяются для окраски:

  • тротуарной плитки;
  • песчано-цементных изделий;
  • малых архитектурных форм;
  • красок;
  • пластмасс;
  • строительных материалов;
  • керамической плитки;
  • резинотехнических изделий;
  • бумажной продукции;

Диоксид титана – существует в виде двух модификаций, которые производят хлоридным (рутил) и сульфатным (анатаз) способом. Диоксид титана, полученный хлоридным способом, отличается от марок сульфатного производства более высокой яркостью, белизной и атмосферостойкостью.

Читайте также:  Бетон м 200 цемент песок

Характеристики белого красителя для бетона TONGCHEM TD-R950

Химический состав Двуокись титана (TiO₂)
Тип : Очень мелкого помола стандартный рутиловый пигмент
Основные свойства : Простая диспергируемость и хорошие оптические свойства
Классификация : ISO 591:R1 ASTM D476:II EU TARIC code: 320 611 00
Colour index No. : Pigment White 6 (77 891)
Форма поставки : Порошок
Упаковка :Бумажные мешки 25 кг, гигант мешки и по договоренности

Технические характеристики пигмента диоксида титана TD-R950 и результат испытаний

Рекомендации по использованию белого пигмента TD-R950 для бетона:

При приготовлении цветных бетонов использование смесителей гравитационного действия (смесители, работающие по принципу свободного падения смеси) нежелательно. Для качественного распределения пигмента в бетоне более подходят смесители принудительного действия (лопастной роторный активатор). Время введения пигмента в смеситель имеет большое значение для окончательного результата перемешивания.
Наиболее успешной зарекомендовала себя следующая схема:
1-й этап: предварительное сухое перемешивание пигмента и заполнителя 15-20 секунд;
2-й этап: дальнейшее перемешивание после добавления цемента 15-20 секунд;
3-й этап: перемешивание после добавления воды затворения 1-1,5 минуты.
Особенно важным является этап перемешивание пигмента и заполнителя, при этом собственная влажность заполнителя благотворно влияет на результат перемешивания.

Дозировка (рекомендуемая): 1-3 % весовых единицы от массы всей смеси (цемент + инертный заполнитель).

Купить диоксид титана «TONGCHEM TD-R950» в Москве Вы можете в интернет магазине «Легобетон» как самовывозом со склада (метро «Хорошево»), так и заказав доставку. При необходимости наши специалисты дадут консультацию по расходу белого красителя для кладочного раствора и окраски бетонной смеси.

Источник

Долговечность цементных бетонов с добавкой диоксида титана в агрессивных условиях городской среды

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени », Россия, Саратов,

к. т.н., доцент кафедры «Строительные материалы и технологии»

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени », Россия, Саратов,

Долговечность цементных бетонов с добавкой

диоксида титана в агрессивных условиях

Аннотация. В представленной работе изложены актуальные данные об эффекте самоочищения строительных и дорожных материалов в условиях городской среды, достигнутого при помощи введения диоксида титана в поверхностные слои и способствующего повышению долговечности.

Ключевые слова: долговечность, диоксид титана, фотокатализатор, агрессивный, оксиды азота, бетонный блок, дорога.

Timokhin Denis Konstantinovich

Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education

«Yuri Gagarin State Technical University of Saratov», Russia, Saratov,

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department

of «Construction Materials and Technology

Geranina Yulia Sergeevna

Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education

«Yuri Gagarin State Technical University of Saratov», Russia, Saratov,

DURABILITY cement concrete with the addition

of titanium dioxide in the urban

Annotation. The article presents relevant data on the effect of self-cleaning of building and road materials in the urban environment, achieved by the introduction of titanium dioxide in the surface layers, and increasing durability.

Keywords: durability, titanium dioxide photocatalyst aggressive, nitrogen oxides, a concrete block, a road.

На сегодняшний день одной из важнейших характеристик любого материала является его долговечность. Количество загрязняющих веществ в условиях городской среды, содержащихся в воздухе, является достаточно значительным ввиду многократно возросшего числа автомобилей, а значит и выбросов, производимых двигателями внутреннего сгорания. Наиболее распространенными материалами, применяемыми в строительстве городов, остается железобетон, многие тротуары отделаны плиткой из мелкозернистого бетона на основе цемента. Комфорт, движение, энергетические ресурсы и уважение к окружающей среде — ключевые пункты интереса в будущем. Сегодня современные строители смотрят на новые разработки, технические инновации и объединяют в глобальном видении здания, сооружения и дороги будущего. Адаптация инфраструктуры наземного транспорта в современных городах к новым социальным и экологическим требованиям — главная цель инновационных строительных материалов будущего.

Для дорог будущего с глобальной точки зрения разработано много интересных инноваций. Применение диоксида титана — TiO2 в поверхности бетонных тротуарных блоков и плитке — инновации, которые отвечают требованию социально безопасных, удобных и экологических инфраструктур дорожного покрытия.

Множество воздушных загрязнителей оказывают прямое или потенциально неблагоприятное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. В большинстве областей эти загрязнители – преимущественно продукты сгорания от обогрева, производства электроэнергии или от движения автомобилей. Загрязнители из этих источников загрязняют среду в непосредственной близости, но могут перемещаться на большие расстояния, химически реагируя в атмосфере, продуцируя вторичные загрязнители, например, кислотный дождь или озон.

Наиболее опасными загрязнителями являются выделенные транспортными средствами — угарный газ, окиси азота (NOx), органические соединения и макрочастицы. Эти загрязнители оказывают большое влияние на качество городского воздуха. Кроме того, фотохимические реакции, вызванные действием солнечного света на NO2 и другие соединения, приводят к формированию озона, вторичного загрязнителя дальнего действия, который влияет на сельскохозяйственные районы, часто далекие от источников загрязнения. Кислотный дождь — другой загрязнитель побочного действия, образующийся под влиянием NOx, произведенного от автотранспорта, его окисления в воздухе в NO3 и, наконец, осаждения в виде азотной кислоты с негативными последствиями для строительных материалов, проявляющимися в виде коррозии поверхности, а затем грозящими полным разрушением.

Читайте также:  Цементный раствор для сливной ямы

Фотокаталитические материалы могут быть добавлены в поверхностные слои строительных материалов зданий, сооружений и дорог. В сочетании со светом загрязнители окисляются и удаляются с поверхности материала, из-за присутствия фотокатализатора. Впоследствии они удаляются с поверхности дождем или смываются водой. Японские ученые Фудзияма и Хонда в 1972 (Fujishima и Honda, 1972) обнаружили гидролиз воды в кислороде и водороде в присутствии света посредством TiO2 — анода в фотохимической клетке. В восьмидесятых органическое загрязнение в воде анализировалось при добавлении TiO2 под влиянием ультрафиолетового света. Впервые применение TiO2 как воздухоочистителя в Японии осуществлено в 1996 году. Широкий спектр строительных материалов появился на рынке для внутренней и наружной отделки.

Фотокатализ в присутствии TiO2 как катализатора приводит к полной минерализации широкой гаммы органических соединений (алканы, алкены, пестициды), также снижается концентрация NOx, бактерий и вирусов. Скорость, с которой происходят такие реакции зависит от интенсивности света, условий окружающей среды (температура, относительная влажность), суммарном содержания TiO2 на поверхности и величины адгезии загрязнителей к поверхности. В случае движения автотранспорта, важно, что выхлопные газы остаются в контакте с поверхностью во время определенного периода.

Диоксид титана — TiO2 возможно использовать для получения самоочищающихся строительных и дорожных материалов. Данный эффект самоочищения будет достигаться из-за очень высокой гидрофильности поверхности при активации TiO2 ультрафиолетовыми лучами солнечного света, образующаяся водная прослойка между грязью и поверхностью приводит к смыванию частиц грязи. Данный эффект проявляется сильнее на гладких поверхностях, таких как стеклянные и керамические плитки. В случае бетонных поверхностей самоочищающийся эффект будет более слабым из-за физической задержки грязи в больших порах материала. Фотокаталитическая реакция влияет на разложение частиц агрессивных органических загрязнителей с последующим их смыванием водой или атмосферными осадками.

Процесс воздушного очищения строительных и дорожных материалов с TiO2 — катализатором можно определить окислением NO и NO2 в NO3. Следует выделить именно оксиды азота как одни из самых распространенных загрязнителей, произведенных автотранспортом в городских условиях, следует отметить, что именно оксиды азота играют главную роль в формировании смога и озона.

Окисление NO упрощенно представлено следующими уравнениями:

Другие важными параметрами являются относительная влажность и температура. При более высоких температурах реакция будет протекать интенсивнее. Относительная влажность также важна, так как вода в атмосфере влияет на адгезию загрязнителей к поверхности материалов. В случае более высокой относительной влажности реакция будет протекать медленнее. Поэтому оптимальные условия фотокаталитической реакции на поверхности строительных и дорожных материалов будут достигнуты в жаркие летние дни с высокими температурами и низкой влажностью. Следует отметить, что в такие дни риск образования смога в течение лета является наиболее высоким, а значит и эффективность воздушной очистки является максимальной. Для сохранения эффективности самоочищающихся материалов NO3 должен быть смыт атмосферными осадками или водой.

На сегодняшний день имеет место строительство экспериментального участка дороги в Антверпене площадью 10 000 м2 из тротуарных бетонных блоков с эффектом самоочищения (рис.1), позволяющего отслеживать сокращение NOx, оценивать долговечность материала в агрессивных условиях города, связанную не только с механическими и эстетическими свойствами, но и фотокаталитической эффективностью данного вида материалов.

Рис.1. Участок дороги Антверпена с самоочищающимися бетонными

Таким образом, использование самоочищающихся бетонов при строительстве зданий, сооружений и дорог в городских условиях должно не только повысить экологическую составляющую, но и привести к снижению коррозионных процессов в таких материалах, а значит увеличить их срок службы и повысить долговечность.

1. Fujishima A. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode / A. Fujishima, K. Honda // Nature. — 1972. — Vol. 238. — P. 37–38.

2. Fujishima A. TiO2, фотокатализ, основные принципы и заявления / A. Fujishima, К. Hashimoto, T. Watanabe . BKC, Inc., 1999. — 176 с.

3. Maggos T. Фотокаталитическое ухудшение NOx в экспериментальной уличной конфигурации каньона, используя группы TiO2-миномета / T. Maggos, A. Plassais, J. Bartzis, C. Vasilakos et al. // 5-я Междунар. конф. по вопросам качества городского воздуха Валенсии // Испания, 29-31 марта 2005, часть Picada.

4. Эффективный фотокатализатор тонкой пленки TiO2: фотокаталитические свойства в деградации ацетальдегида газовой фазы / Ай. Сопьян, М. Ватанабе, С. Мурасава и др. // Фотохимия и Фотобиология. A: Химия. — 1996. — С.79-86.

5. Тимохин титана как фотокатализатор в цементном бетоне / , // Научное обозрение. — 2015. — № 8. — С. 46-50.

Источник