Physicochemical and strength properties of low-clinker composite cement based on Khojakul kaolin clay and Tebinbulak titanomagnetite tailings

The article examines the possibility of producing composite cement with a reduced clinker content from local mineral raw materials of the Republic of Karakalpakstan. Khojakul kaolin clay was thermally activated at 800 °C to obtain metakaolin, and an iron-bearing technogenic material formed during the beneficiation of Tebinbulak titanomagnetite was used as a mineral component. The main mix consisted of 80% clinker, 12% thermally activated kaolin, 5% titanomagnetite technogenic material and 3% gypsum; the control mix contained 97% clinker and 3% gypsum. Specimens measuring 40×40×160 mm were tested after 3, 7, 14 and 28 days of curing. The 28-day compressive strength of the MKT-3 mix was 53.5 MPa, or 96.9% of that of the control mix, while the clinker proportion was reduced by 17 percentage points. The results showed that the combined use of thermally activated kaolin and the iron-bearing technogenic material makes it possible to maintain mechanical strength while reducing clinker consumption.

В статье изучена возможность получения композиционного цемента с пониженным содержанием клинкера на основе местного минерального сырья Республики Каракалпакстан. Каолиновая глина Ходжакуля термоактивирована при 800 °C с получением метакаолина, а железосодержащий техногенный материал, образующийся при обогащении титаномагнетита Тебинбулака, применен в качестве минерального компонента. Основной состав включал 80% клинкера, 12% термоактивированного каолина, 5% титаномагнетитового техногенного материала и 3% гипса; контрольный состав — 97% клинкера и 3% гипса. Образцы размером 40×40×160 мм испытаны в сроки твердения 3, 7, 14 и 28 суток. Прочность при сжатии состава MKT-3 в возрасте 28 суток составила 53,5 МПа и сохранилась на уровне 96,9% от прочности контрольного состава, при этом доля клинкера снижена на 17 процентных пунктов. Результаты показали, что совместное применение термоактивированного каолина и железосодержащего техногенного материала позволяет сохранить механическую прочность при снижении расхода клинкера.

Maqolada Qoraqalpog‘iston Respublikasining mahalliy mineral xomashyolari asosida klinker miqdori kamaytirilgan kompozitsion sement olish imkoniyati o‘rganildi. Xo‘jakul kaolin gili 800 °C da termik faollashtirilib, metakaolin, Tebinbuloq titanomagnetitni boyitish jarayonida hosil bo‘lgan temirli texnogen material esa mineral komponent sifatida qo‘llanildi. Asosiy tarkib 80% klinker, 12% termik faollashtirilgan kaolin, 5% titanomagnetitli texnogen material va 3% gipsdan iborat bo‘ldi; nazorat tarkibi 97% klinker va 3% gipsdan tashkil topdi. 40×40×160 mm o‘lchamdagi namunalar 3, 7, 14 va 28 sutkalik qotish muddatlarida sinovdan o‘tkazildi. MKT-3 ning 28 sutkalik siqilishdagi mustahkamligi 53,5 MPa bo‘lib, nazorat tarkibining 96,9% darajasida saqlandi, klinker ulushi esa 17 foiz punktiga qisqartirildi. Natijalar termik faollashtirilgan kaolin va temirli texnogen materialni birgalikda qo‘llash orqali klinker sarfini kamaytirgan holda mexanik mustahkamlikni saqlash mumkinligini ko‘rsatdi.