CS276941B6

CS276941B6 - SpSsob výroby belitového sulfoaluminátového cementu

Info

Publication number: CS276941B6
Application number: CS912767A
Authority: CS
Inventors: Jan Doc Ing Csc Majling; Sahu Dr Sadananda; Vaclava Ing Csc Tomkova; Jaromir Ing Csc Havlica
Original assignee: Univ Slovenska Tech
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1992-09-16
Also published as: CS276791A3

Description

/ Λ 1 CS 276941 B6 4

Spósob výroby belitového sulfoaluminátového cementu

Oblast techniky

Vynález sa týká spósobu výroby belitového sulfoaluminátovéhocementu s regulovanou hydratáciou. Súčasnv stav techniky

Hydratácia portlandského cementu ako doteraz najdokladnéjšieštudovanéj maltoviny (anorganického spojiva) sa reguluje jemnos-tou mletia cementu, vodným súčinitelom, teplotou hydratácie,obsahom příměsí, ktorými sú nejčastéjšie vodorozpustné polyméry,alebo anorganické soli. Týmto spósobom možno regulovat priebehhydratácie a tým aj tvorbu štruktury spojivového kameňa a vývojjeho pevností aj pre iné typy anorganických spojiv.

Cement sám osebe je kompozitný materiál,pozostávajúci z via§cerých mineralogických zložiek. Výroba cementu zahrnuje mletiecementového slinku spolu so sádrovcom. Sádrovec má funkciu vnú-torného regulátora tuhnutia. Troskoportlandské cementy sú čfalejkombinované s vysokopecnou troskou.

Zrnitosti jednotlivých minerálov slinku v cemente sú závisléod ich melitelnosti (tvrdosti) a od povahy mlecieho zariadenia.Spoločné mletie slinku a přísad zaistuje dobrú homogenituvýsledného cementového prášku.

Mimo akademických úvah doteraz neexistoval vážný podnět preoddelenú syntézu jednotlivých slinkových minerálov, ich mletiea zmiešanie na cementy s regulovatelnou zrnitostou jednotlivýchminerálov. Neexistoval ani podnět na oddělené mletie sádrovcaa jeho dodátočné primiešanie k pomletému slinku. Oddělené mletiesádrovca je možné, ale nie je ekonomické ani praktické. Sádrovecje lahkomelitelný minerál a kumuluje sa v jemnej frakcii cementu.Priaznivé pósobenie sádrovca ako regulátora tuhnutia závisí právěod jeho vysokéj jemnosti. Očakáva sa, že stratu homogenity cemen-tu dodatočným primiešaním zrnitostne vhodnéjšieho sádrovca nemož-no kompenzovat priaznivéjším ovplyvnením hydratácie. Třeba zobratdo úvahy aj obsah sádrovca v cemente (do 50 %) a obtiažnost doda-točného homogénneho rozptýlenia partikulárnej vysokodisperznejzložky vo vysokodisperznom systéme, v ktorom je táto zložkav nízkom zastúpení. Příliš vysoká jemnost zložky móže na druhejstraně viest ku koagulačným efektom pri príprave cementovej kašealebo malty.

Odlišné možno nazerat na možnost ovplyvňovania hydratáciezrnitostou jednej z mineralogických zložiek slinku případesulfoaluminátových belitových slinkov. Tieto slinky majú oprotiportlandským slinkom odlišné mineralogické zloženie. Neobsahujúzlúčeniny trikalciumsilikát (C3S) a trikalciumaluminát (C3A).Obsahujú však v portlandskom slinku nepřítomné zlúčeniny tetra-kalciumaluminátsulfát (C4A3S) a anhydrit (CS).

Kryštalohydrátom, ktorý sa tvoří v počiatočnom štádiuhydratácie sulfoaluminátového belitového belitového slinku (SAB), CS 276941 B6 2 je ettringit (Ca^Al2O^(SO4)3.32 H^O - C3AS3H32). Tento sa můžepočas hydratácie tovrit dvorná odlišnými mechamzmarni - topomecha-nicky, alebo takzvaným mechanizmom cez roztok (homogénnounukleáciou). V prvom případe dochádza k výlúčeniu primárnéhoproduktu na povrchu častíc hlinitanových fáz a k spomaleniu ichdalšej hydratácie. Týmto spósobom sa uplatňuje sádrovec akoregulátor tahnutia v případe portlaňdských slinkov. Obmedzujehydratáciu C3A - minerálu s najrýchlejšou hydratáciou. Takýtomechanizmus tvorby ettringitu je však pre belitovésulfoaluminátové slinky nežiadúci. Popři retardácii hydratácievedie tiež k expanzii zaformovaných telies a strate ichmechanickéj pevnosti. V druhom případe ettringit nukleuje a precipituje v objemekvapalnej fázy. Nedochádza k brzdeniu hydratácie a vznikom vrstvykoloidného produktu na povrchu tuhých častíc hlinitanových fázk expanznému chovaniu uvedených materiálov.

Doteraz existujú len obmedzené možnosti ovplyvňovania mecha-nizmu tvorby ettringitu a tým aj regulácie hydratačného pochodu.Jedná sa predovšetkým o zosúlačfovanie spomínaných parametrov(špecifický povrch cementu, vodný súčinitel, teplota hydrotáciea druh příměsí, ale tiež aj o úpravu minerálněj skladby slinku(poměr fáz, obsah volného CaO).

Podstata vynálezu

Podstata spósobu výroby belitového sulfoaluminátového cemen-tu s regulovanou hydratáciou zo sulfoaluminátového slinku s níz-kým obsahom anhydritu spočívá v tom, že sa zomelie sulfoaluminá-tový slinok, obsahujúci do 3 % hmot. anhydritu ako slinkového mi-nerálu na běžný měrný povrch. Oddelene sa zomelie anhydrit, odst-ránia sa z něho frakcie menšie ako 40 yum a frakcia nad 40 um sazmieša so zomletým sulfoaluminátovým slinkom v množstve 10 až 20% hmot.

Spósob výroby belitového sulfoaluminátového cementu podlávynálezu sa ovplyvňuje mechanizmus tvorby ettringitu bez změnychemického aj fázového zloženia systému ako celku.

Na rozdiel ód syntézy belitového slinku s požadovaným obsa-hom anhydritu (ktorý móže byt na úrovni 20 až 30% hmot.) sav prvom kole syntetizuje len slinok s "prahovým” obsahom anhydri-tu (na úrovni 2 až 3 % hmot.). Toto prahové zastúpenie andydrituv praxi možno skontrolovat (napr. rtg.) a potvrdit tak kvalita-tívnu mineralogické skladbu slinku. Andyhrit potřebný k jeho po-žadovanému obsahu sa v upravenej zrnitosti dodatočne primiešavak mletému slinku, alebo sa dávkuje pri príprave cementovej kaše.

Pri zastúpení jemného anhydritu v hydratujúcej sústave, čoje případ pri bežnom mletí slinku, dochádza k rýchlemu nasýteniu.kvapalnej fázy iónmi SO*2-, precipitácii ettringitu na povrchuhlinitanových fáz a spomaleniu hydratácie. Pri zastúpení anhydri-tu s menšou jemnostou, čo je případ osobnéj úpravy jeho zrnitos-ti, nasýtenie kvapalnej fázy je pomalšie a k precipitácii ettrin-gitu dochádza aj v jej objeme.

Claims

3 CS 276941 B6 4 Příklady uskutočnenia vynálezu Na základe surovinových zmesí pozostávajúcich z vápenca,bauxitu, elektrárenského popolčeka (Strážske) a sádrovca sapřipravili 2 slinky belitového typu. Surovinové zmesi bolinastavené takým spósobom, aby počítaný poměr hmotnostízastúpených fáz bol naslědovný: 45 hmot. dielov dikalciumsilikátuC2S, 15 hmot. dielov C4AF, 20 hmot. dielov C4A3S a 5 hmot. dielovCS. Granulované surovinové zmesi sa vypálili pri teplote 1200 °Cpočas 1/2 h. Získané slinky sa mleli na jemnost 350 m2/kg. Dopředu sa osobitne připravili tri frakcie anhydritu,výpalom sádrovca pri 1200 °C počas 1/2 h. Hrubá frakcia anhydritu(H) představovala částice v rozmedzí 70 až 100 /um, středná (S)částice v rozmedzí -40 až 70/um a jemná frakcia (J) částice<40/um. Skúšobné cementy pozostávali z namletého slinku (85 % hmot.)a příslušnéj frakcie anhydritu (15 % hmot.). Vodný súčinitelcementových kaší bol 0,3. Skúšobné telieska tvaru kociek o hrané2 cm boli hydratované vo vlhkom uložení pri laboratorněj teplote. Prehlad pevností skúšobných teliesok v tlaku po jednotlivýchdňoch hydratácie udává nasledujúca tabulka. Slinok/frakcia anhydritu Pevnost v tlaku (MPa) 1 deň 3 dni 7 dní 28 dní 1/J 8,5 25,0 33,4 40,2 i/s 14,5 23,3 40,5 51,5 1/H 10,2 21,3 28,7 45,6 2/J 14,1 25,4 34,0 42,2 2/S 17,1 27,5 44,6 53,5 2/H 15,8 19,0 26,4 53,0 Priemyselná využitelnost Spósob výroby podlá vynálezu je využitelný pri výroběbelitového sulfoaluminátového cementu s regulovanou hydratáciou,ktorá ovplyvňuje kvalitativně vlastnosti cementu. PATENTOVÉ NÁROKY Spósob výroby belitového sulfoalumihétového cementu s regu-lovanou hydratáciou zo sulfoaluminátového slinku s nízkým obsahomanhydritu, vyznačujúci sa tým, že sa zomelie sulfoaluminátovýslinok, obsahujúci do 3 % hmot. anhydritu ako slinkového mineráluna běžný měrný povrch a oddelene sa zomelie anhydrit, z ktoréhosa odstránia frakcie menšie ako 40 /um a následné sa frakcia nad40 /um zmieša so zomletým sulfoaluminátovým slinkom v množstve 10až 20 % hmot. Konec dokumentu