JPH03501964A

JPH03501964A - 結合剤のための活性無機添加剤の製造方法

Info

Publication number: JPH03501964A
Application number: JP1501075A
Authority: JP
Inventors: レルケ，パベル　パフロビチ; テレホビチ，スタニスラフ　ビケンティエビチ; シンデエフ，ボリス　フラディミロビチ; クルニコフ，ボリス　アファナシエビチ; ポドゥブニイ，イリア　マトベエビチ; ドンガウザー，イバン　イバノビチ; シナイデル，バレリ　バシリエビチ; コザムラトフ，サトベク; レルケ，アレキサンドル　パフロビチ
Original assignee: カザフスキ　ヒミコ‐テフノロギチェスキ　インスティチュト
Priority date: 1988-09-23
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1991-05-09
Also published as: US5092932A; WO1990003345A1; EP0390923A1; EP0390923A4

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】結合剤のための活性無機添加剤の製造方法発明の分野本発明は、結合剤の製造に関し、そしてより詳しくは、結合剤のための活性無機添加剤の製造方法に関する。

技術的背景ボルトランドセメントタリンカー及び石膏とは別に、活性無機添加剤（この重量画分は５〜６０質量％の割合を占める）の追加の使用を包含するセメントの製造法は、当業界において既知である。セメント中への活性無機添加剤の導入は、その価格の切り下げ及び多くの場合、セメントの構成及び工学的性質（たとえば、セメント硬化動力学、発熱、硬化期間、スルフェートに対する耐性）の改良を可能にする。

セメントの製造は、活性無機添加剤として、人工的及び天然の無機添加剤の両者の使用を包含する。天然の無機添加剤は、珪藻土、トリポリ土、オボカ、“グリニッシュ（ｇｌｉｅｓｈ）”を包含する。人工的無機添加剤は、高炉スラツジ及びリン酸塩スラップを包含する。

高炉スラップ及びリン酸塩スラップがセメントへの無機添加剤として使用される場合、それらのスラップは、これらのスラツジの溶融体の分散及びそれらの急冷による粒状化にゆだねられる。しかしながら、この場合のスラップの水硬性活性及び白色度指数は低い。

粒状化された高炉スラツジの水硬性活性は、７００″Ｃの温度で１〜５分間、熱処理することによって高められ得る（Ｔ、Ｎ。

Ｒｏｇａｃｈｅｖａ　”Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｍｏｔｅｒ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｍａｇｎｅｓｉａ　ｃｅｍｅｎｔ”、Ｋｈａｒｋｏ−ｖｓｋｙ　Ｐｏ１ｉｔｅｋｎｉｃｈｅｓｋｙ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔ、　１９７５＋　１２〜１４ページ）、これは、スラップガラスの部分的結晶化及びその構造の欠陥の上昇を伴い、そして結果として、スラップガラスの活性が上昇し、それによって、２〜３　ＭＰａのセメントの強度の上昇を付与する。生成された添加剤の白色度は、６０％に達する。

発明の開示本発明は、スラツプの構造及び鉱物学的組成を改良することによって、より高い水硬性活性及び白色度を有する活性無機添加剤を製造する方法を提供する問題に基づかれている。

発明を実施するための最良の態様この目的は、粒状化された高炉スラップ又はリン酸塩スラップの本発明に従っての熱処理による、結合剤のための活性無機添加剤の製造方法により導成さ些、ここで酸化ガス雰囲気下での前記熱処理は、１０００〜１２００°Ｃの温度で実施される。

本発明は、８０〜９６％（リン酸塩スラップに基づいて）又は７０〜８０％（高炉スラップに基づいて）の白色度を有する添加剤の製造を可能にする。スラッグｌＯ〜６０質量％を含むセメントの強度により決定される無機添加剤の水硬性活性は、３〜７　ＭＰａ高められた。

本発明によれば、１０００〜１１００”Ｃに熱処理の温度を滅じ、そして添加剤の水硬性活性（セメントの強度により決定される）を５〜７　ＭＰａ高めるためには、酸化蒸気ガス雰囲気を使用することが都合良く、ここで酸素：蒸気の質量比は１０：１〜１：１０である。

本発明によれば、添加剤の水硬性活性（セメントの強度により決定される）を７〜１０ＭＰａ　、さらに高めるためには、スラップの熱処理を、好ましくは、その即座の加熱、続くその急冷により行なうべきである。

さらに、本発明の目的及び利点は、活性無機添加剤を製造するための方法の次の詳細な記載及びこの例を実施する例からより十分に理解されるであろう。

本発明の活性無機添加剤を製造するための材料は、粒状化された高炉スラップ及びリン酸塩スラップであると思われる。

それらの化学組成において、リン酸塩スラップは、酸化珪素３８〜４２質量％、酸化アルミニラに２〜４質量％、酸化鉄０．１−０．３質量％、酸化カルシウム３８〜４８ｆ量％、酸化マグネシウム２〜５質量％、アルカリ金属の酸化物０．４質量％、弗素１．５〜２．８質量％及び五酸化リン０．５〜２．５質量％からニウム５〜１８質量％、酸化鉄０．１〜１．０質量％、酸化カルシウム３８〜５０質量％、酸化マグネシウム２〜１０質量％、アルカリ金属の酸化物０．６質量％及びスルフィドサルファ（ｓｕｌｐｈｉｄｅｓｕｌｐｈｕｒ）から成る。

それらの鉱物学的組成においては、粒状化されたリン酸塩スラップは、ウオラストナイト組成物のスタッグガラス８０〜８５ｉ量％、偽ウオラストナイト１０− １５質量％、メリライト５〜１０質量％からなる。結晶性リン酸塩スラップは、ウオラストナイト４０〜９０質量％、メリライト１０〜６０質量％、ランキナイト３〜１０質量％、カスペジン（ｃｕｓｐｅｄｉｎｅ）　５〜１０質量％、硫化鉄、マンガン及びカルシウム０．５〜２．０質量％及びリン化鉄及びマンガン０．５〜２．０’ｆ量％から成る０粒状化された高炉スラップは、スラップガラス８０〜８５質量％及びメリライト又はウオラストナイト組成物の結晶相１５〜２０質量％から成る。結晶性高炉スラッジは、ウオラストナイト２０〜７０質量％、メリライト１０〜８０質量％、ランキナイト３〜１０質量％、硫化鉄及びマンガン１〜２質量％及びリン化鉄及びマンガン０．５〜１．０！ｉｔ％から成る。

請求された方法を成し遂げるためには、ガラス質及び結晶質構造のスラップを使用することが可能である。使用されるスラップの粒度は、１５ｍｍを越えるべきでない。

本発明によれば、高炉スラップ及びリン酸塩スラップが、酸化ガス雰囲気下で行なわれる。１０００〜１２００″Ｃの温度での熱処理にゆだねられる。

前記熱処理は、鉄及びマンガンのリン化物及び硫化物のそれらの無色の又は少々着色したリン酸塩、硫酸塩、亜リン酸塩、亜硫酸塩及びヒドロホスフィツトへの酸化により成し遂げられる。これとは別に、これは、ゲリナイトへのオケルマナイト及びβ−ウオラストナイトへのα−ウオラストナイトの転換をもたらし、ここで後者は、高い水硬性活性及び着色及び等晶形能力に対する低い感受性のために注目される。

前記とは別に、酸化蒸気ガス雰囲気下でのスラップの熱処理は、ベリット様相の形成及びタレマスオキシジン（ｋｒｅｍａｓｏ−Ｘｙｇｅｎ）四面体からの構造の分解により達成される。

１０００°Ｃ以下への熱処理の温度の低下は、スラップの白色度及び水硬性活性の低下を引き起こす、なぜならば、これは、リン化鉄及びマンガンのそれらの無色又はわずかに着色した化合物への完全な酸化を導びかず、又は低い等晶形、低い着色性のスラップ無機物及び高い水硬性の活性スラップ無機物の形成を導びかないからである。

１２００°Ｃ以上の温度で、スラップの白色度の上昇はさらに観察されず、そしてその溶融が生じる。同時に、熱消費が上昇する。

指摘された等温条件にスラップを少なくとも２０分間、及び長くても６０分間暴露することが好ましい。スラップの等温条件下への６０分以上の暴露は、熱消費の上昇のみを導びき、そしてスラップの白色度に決して影響を与えない。

本発明によれば、熱処理が酸化雰囲気下で行なわれ、ここで酸素の最適含有率は、５〜６１質量％に達する。酸素含有率が５質量％以下である場合、熱処理の期間が長くなり、それによって多量の燃料消費及び生成物の低い収率を導びく。酸素含有率が６１質量％以上である場合、三価鉄のリン酸塩の形成可能性が上昇し、それによってポルトランドセメントの低い白色度を導びく。

本発明によれば、スラツジが好ましくは、酸化蒸気ガス雰囲気下で熱処理され、そしてここで酸素：水蒸気の質量比は、１０：１〜１０である。特定の条件に応じて、熱処理の温度の上昇及び熱処理工程の期間の延長を伴わないで、高い白色度を有する活性無機添加剤の製造が可能にされる。

蒸気ガス雰囲気下でのスラップの１０分以下の等温暴露は、その白色度の強い低下を引き起こし、そして３０分以上の暴露は、さらにスラップの白色度の上昇を引き起こさないことが見出された。

活性無機添加剤を製造するための高炉スラッジ又はリン酸塩スラップの熱処理は、スラップが予定された温度に徐々に加熱される領域中へのその導入によって成し遂げられ得る。

しかしながら、熱ショック、たとえば原料混合物（タリン力−の製造のために使用される）に基づくボルトランドセメントタリン力−の製造のために使用されるユニットの冷却領域中に、１０００〜１４５０°Ｃで焙焼されたスラップを供給することによって、そのショックの条件下でスラツジの熱処理を実施することがより効果的であると思われる。

加熱にゆだねられた高炉スラッジ又はリン酸塩スラップは、冷たい空気又は水の流れにより冷却され得る。

蒸気ガス雰囲気下で行なわれる熱ショックは、スラップのひじょうに不完全な構造体に導びき、そして結果として、より水硬化活性のベリット様相を導びく。

本発明をより理解するために、次の例が例示的に与えられる。

例１最大で１５皿の粒度の形で、６９％の初期白色度を有する粒状化されたリン酸塩スラップを、１１００°Ｃの温度で２０分間、酸素１０質量％を含む酸化雰囲気下で熱処理にゆだねる。その後、その熱処理されたスラップを、水中、で急冷する。

熱処理されたリン酸塩スラップの白色度は、８０％に達する。

５〜６０質量％の量で取られる活性無機添加剤としての熱処理されたリン酸塩スラップは、ポルトランドセメントの製造に使用される。

１：３に等しいセメント：砂の質量比及Ｂｏ、４の水−セメントの割合での塑性稠度の溶液の形で製造されるポルトランドセメントが、４　Ｘ　４　Ｘ１６ｃｍの大きさの検体を形成するために使用される。２８日間の硬化の後のセメント（熱処理されたスラップ１０〜２０質量％を含む）の強度は、活性無機添加剤なしに製造されたセメントの強度よりも１０〜３０ＭＰａ卓越する。

セメント中の活性無機添加剤の含有率を６０質量％まで高めれば、その強度は１０〜１５ＭＰａ低下しＪそして３０〜５０ＭＰａに達する。

例２活性無機添加剤を、例１に記載される条件に類似する条件下で製造する。但し、その急冷を空気の流れ下で行なう。冷却の後、その熱処理されたリン酸塩スラップの白色度は、７８％に等しい。

そのような無機添加剤の存在下で得られたセメントの強度は、例１に示された値に対応する。

例３活性無機添加剤を、例１に記載される条件に類似する条件下で、５０％の白色度を有する高炉スラツプがら製造する。

水中での冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は７０％に達する。

そのような活性無機添加剤の存在下で製造されるセメントの強度は、例１に示された値に対応する。

例４活性無機添加剤を、例１に記載される条件に類似する条件下で、６０％の白色度を有する高炉スラッジから製造する。但し、その急冷を空気の流れ下で行なう、冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は、６８％に等しい。

例５最大で１５鴫の粒度の形で、６９％の初期白色度を有する粒状化されたリン酸塩スラップを、１１５０°Ｃの温度で２０分間、酸素２１質量％を含む酸化雰囲気下で熱処理にゆだねる。その後、その熱処理されたスラップを、水中で急冷する。

その熱処理されたリン酸塩スラップの白色度は、８４％に達する。

そのような活性無機添加剤の存在下で製造されたセメントの強度は、例１に示された値に対応する。

肛活性無機添加剤を、例５に記載される条件に類似する条件下で、６０％の白色度を有する高炉スラッジから製造する。

冷却の後、その熱処理されたスラツジの白色度は７２％に達する。

そのような活性無機添加剤の存在下で製造されるセメントの温度は、例１に示された値に対応する。

例７活性無機添加剤を、例５に記載される条件に類似する条件下で製造する。但し、その急冷を空気の流れ下で実施する。

冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は８２％に達する。

孤主活性無機添加剤を、例５に記載される条件に類似する条件下で、６０％の白色度を有する高炉スラッジから製造する。但し、その急冷は空気の流れ下で実施される。冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は７１％に達する。

例９１５ｍｍよりも小さくない粒度の形で、６９％の初期白色度を有する粒状化されたリン酸塩スラップを、１２００°Ｃの温度で、酸素６０質量％を含む酸化雰囲気下にそれを供給することによって即座の加熱にゆだねる。その後、その加熱処理されたスラツジを、水中で象、冷する。

その熱処理されたスランプの白色度は、９７％に達する。

そのような無機活性剤の存在下で製造されるセメントの強度は、例１に示された値に対応する。

例１０活性無機添加剤を、例９に記載される条件に類似する条件下で、５０％の白色度を存する高炉スラツジから製造する。

水中での冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は８０％に達する。そのような活性無機添加剤の存在下で製造されるセメントの強度は、例１に記載された値に対応する。

例１１活性無機添加剤を、例９に記載される条件に類似する条件下で製造する。但し、その急冷を空気の流れ下で行なう。冷却の後、その熱処理されたリン酸塩スラップの白色度は、９５％に等しい。

例１２活性無機添加剤を、例９に記載される条件に類似する条件。

下で、６０％の白色度を有する高炉スラップから製造する。但し、その冷却は、空気の流れ下で行なわれる。

冷却の後、その熱処理されたスラップの白色度は、７８％に達する。

例１３最大で１５ｍｍの粒度の形で、６９％の白色度を有する粒状化されたリン酸塩スラップを、１０００°Ｃの温度で１０分間、蒸気ガス雰囲気下で熱処理にゆだね、ここで酸素：蒸気の重量比は１：１０に等しい。その後、その熱処理されたスラップを、水中で象、冷する。

そのような活性無機添加剤の存在下で製造されるセメントの白色度は、例１に示された値に対応する。

例１４活性無機添加剤を、例１３に記載される条件に類似する条件下で製造する。但し、その熱処理は、蒸気ガス雰囲気（酸素：水蒸気の重量比は１：１である）下で３０分間実施され、そしてその急冷は空気の流れ下で達成される。

冷却の後、その熱処理されたリン酸塩スラップの白色度は、８２％である。

そのよう活性無機添加剤の存在下で製造されるセメントの強度は、例１に示された値に対応する。

例１５活性無機添加剤を、例１３に記載される条件に類似する条件下で６０％の白色度を有する高炉スラップから製造する。但し、その熱処理は、蒸気ガス雰囲気（酸素：水蒸気の重量比は１０：１である）下で３０分間実施される。

冷却の後、その熱処理された高炉スラップの白色度は、７８％である。

例１６活性無機添加剤を、例１３に記載される条件に類似する条件下で６０％の白色度を有する高炉スラップから製造する。但し、その熱処理は、蒸気ガス雰囲気（酸素：水蒸気の重量比は１：５である）下で１０分間実施され、そしてその急冷は空気の流れ下で達成される。

冷却の後、その熱処理された高炉スラップの白色度は、７１％である。

産業上の適用性本発明は、セメント、特に、建築物及び種々の構造物の仕上のために使用される白色及び着色されたポルトランドセメント、無機添加剤を有するポルトランドセメント、ポルトランド高炉セメント及び改良された特性を有するスラップ結合剤の製造に適用されるであろう。

この他に、本発明は、セラミック製品及び特定の特性ををするガラス結晶材料の製造に適用されるであろう。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．粒状化された高炉スラッグ又はリン酸塩スラッグの熱処理により結合剤のための活性無機添加剤を製造するための方法であって、前記熱処理が、１０００〜１２００℃の温度で、酸化雰囲気下で実施されることを特徴とする方法。
２．前記熱処理が、酸素：蒸気の重量比が１０：１〜１：１０である酸化蒸気ガス雰囲気下で実施されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
３．前記スラッグの熱処理が、その即座の加熱、続いて急冷により実施されることを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の方法。