PL187378B1 - Sposób otrzymywania mieszanki ekspansywnej - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania mieszanki ekspansywnej sporządzonej z materiałów zawierających związki takie jak gliniany wapniowe, glinosiarczany wapniowe i/lub siarczan glinowy oraz tlenku lub wodorotlenku wapnia i gipsu lub anhydrytu, znamienny tym, że mieszaninę złożoną z gipsu i/lub anhydrytu oraz surowca wapiennego lub z surowca odpadowego, ewentualnie uzupełnionego gipsem i/lub anhydrytem oraz surowca wapiennego, w takiej proporcji, aby stosunek wagowy CaSOą/CaO w przeliczeniu na stan wyprażony wynosił od 1,8 do 5,0, wypala się w temperaturze nie niższej niż 1100°C, po czym otrzymany spiek chłodzi się nie wolniej niż 25°C na minutę, a następnie miele się i miesza z materiałami zawierającymi związki takie jak gliniany wapniowe, glinosiarczany wapniowe i/lub z siarczanem glinowym w takiej proporcji aby stosunek wagowy tych związków do sumy CaSOą i CaO w mieszance ekspansywnej wynosił 0,15 - 0,50.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mieszanki ekspansywnej, znajdującej zastosowanie jako dodatek do cementów ekspansywnych i bezskurczowych.

Znany sposób otrzymywania mieszanki ekspansywnej polega na tym, że cement glinowy zawierający fazę CaO · Al₂ O3 ,względnie cement siarczanowo-glinowy, zawierający fazę 3 CaO · 3 Al₂O3 · CaSO₄ miesza się ze zmielonym tlenkiem lub wodorotlenkiem wapnia i gipsem lub anhydrytem w odpowiednich stosunkach ciężarowych lub ze wspólnie zmieloną mieszaniną tlenku wapnia i gipsu lub anhydrytu. Powstałą mieszankę ekspansywną dodaje się do cementów portlandzkich w ilości 5-25% otrzymując cementy ekspansywne bądź bezskurczowe. W trakcie hydratacji tych cementów powstaje etryngit.

Z polskiego zgłoszenia P-302932 znany jest sposób wytwarzania cementu ekspansywnego polegający na ustaleniu składu, rozdrobnieniu surowców, wypaleniu i przemieleniu klinkieru, który charakteryzuje się tym, że do otrzymanego klinkieru cementu portlandzkiego dodaje się przemielony łupek przywęglowy w ilości 15 - 30% masy, wagowo w stosunku do produktu końcowego lub przemielony łupek przywęglowy wypalany w temperaturze 700 800°C i przemielony składnik zawierający trójtlenek siarki SO3 w stosunku wagowym do Al2O3 w produlkcie końcowym tak, że 1,6 < AbO3 : SO3 < 2,1, przy czym mieszaninę tych składników poddaje się wspólnemu przemiałowi do powierzchni właściwej 3800 5000cm²/g.

Celem wynalazku jest wytworzenie takiej mieszanki, która dodana do cementu spowoduje powstanie etryngitu w odpowiednim czasie procesu hydratacji cementu ekspansywnego lub bezskurczowego.

Istota wynalazku polega na tym, że mieszaninę złożoną z gipsu i/lub anhydrytu oraz surowca wapiennego lub z surowca odpadowego, korzystnie z oczyszczania gazów, ewentualnie uzupełnionego gipsem i/lub anhydrytem oraz surowca wapiennego w takiej proporcji,aby stosunek wagowy CaSO^/CaO w przeliczeniu na stan wyprażony wynosił od 1,8 do 5,0, wypala się w temperaturze nie niższej niż 1100°C, po czym otrzymany spiek chłodzi się nie wolniej niż 25°C na minutę. Taki sposób chłodzenia pozwala na zachowanie zdefektowanej, drobnokrystalicznej struktury kryształów CaO i CaSO₄, które tworzą również polimineralne ziarna zbudowane z CaO i CaSO₄, dzięki czemu spiek charakteryzuje się wysoką reaktywnością z glinianem wapniowym i wodą w procesie hydratacji. Następnie spiek, powstały w trakcie wypalania, miele się i miesza z materiałami zawierającymi związki takie jak gliniany wap187 378 niowe, glinosiarczany wapniowe i/lub z siarczanem glinowym w takiej proporcji aby stosunek wagowy tych związków do sumy CaSO₄ i CaO w mieszance ekspansywnej wynosił 0,15 0,50.

Zaletą sposobu według wynalazku jest otrzymanie wysokiej jakości mieszanki ekspansywnej, która dzięki zdefektowanej strukturze wykazuje wysoką reaktywność z glinianem wapniowym i wodą w procesie hydratacji, co powoduje powstanie etryngitu (3 CaO · AI2O3 · 3 CaSO₄ · 31 H2O), gipsu dwuwodnego (CaSO₄ · 2 H2O) i wodorotlenku wapnia (Ca(OHh) bez wydzielania znacznych ilości ciepła i w odpowiednim czasie hydratacji cementu ekspansywnego lub bezskurczowego.

Przykład:

Wysuszony i zmielony surowiec wapienny, zawierający 55,02% CaO w ilości 33,5% wagowych zmieszano z wysuszonym odpadem z odsiarczania spalin zawierającym SO3 w ilości 45,5% głownie jako fazę CaSO₄ · 2 H2O, w ilości 66,5%. Mieszaninę wypalono w temperaturze 1150°C w czasie 1 godziny. Uzyskany spiek chłodzono następnie z szybkością 25 °C na minutę, po czym zmielono do pozostałości na sicie 4900 oczek/cm wynoszącej 10%. Spiek o zdefektowanej strukturze, składa się głównie z anhydrytu i tlenku wapnia oraz polimineralnych ziaren zbudowanych z CaO i CaSO₄.

Zmielony spiek zmieszano z mielonym klinkierem glinowym o zawartości Ah O3 = 63% w następującej proporcji:

- klinkier glinowy Górkal-63 - 2222

- spiek - 78%

Skład ziarnowy mieszanki ekspansywnej był następujący:

- zawartość ziaarn poo^ej 60 pm - 2 5,8%

- zawartość zaiarn 44-66 pm - 11,9%

- zawartość ziaren poniżej 45% - 69,3%

Otrzymaną mieszankę ekspansywną poddano siedmiodniowemu, testowemu procesowi hydratacji, a następnie wykonano badania dyfraktometryczne. Na dyfraktogramie obserwuje się jako główne fazy etryngit (3 CaO · AI2O3 · 3 CaSO₄ · 31 H2 O), gips dwuwodny (CaSO₄ · 2 H2O) i wodorotlenek wapnia Ca(OH)2, które współ reagując w środowisku wodnym powodują zjawisko ekspansji.

Zmiany ekspansji liniowej zaczynu mieszanki ekspansywnej, przy współczynniku wodno-cementowym w/c = 0,30 i temperaturze 21°C, przechowywanej w różnych warunkach wilgotności przedstawione są na rysunku, na którym

- krzywa 1 - odpowiada przechowywaniu próbki w atmosferze wilgotności 55%

- krzywa 2 - odpowiada przechowywaniu próbki w atmosferze wilgotności 98%

- krzywa 3 - odpowiada przechowywaniu próbki w nasyconym, wodnym roztworze Ca(OH)2.

ββ i|aua d a 4 3

187 378

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania mieszanki ekspansywnej sporządzonej z materiałów zawierających związki takie jak gliniany wapniowe, glinosiarczany wapniowe i/lub siarczan glinowy oraz tlenku lub wodorotlenku wapnia i gipsu lub anhydrytu, znamienny tym, że mieszaninę złożoną z gipsu i/lub anhydrytu oraz surowca wapiennego lub z surowca odpadowego, ewentualnie uzupełnionego gipsem i/lub anhydrytem oraz surowca wapiennego, w takiej proporcji, aby stosunek wagowy CaSO4CaO w przeliczeniu na stan wyprażony wynosił od 1,8 do 5,0, wypala się w temperaturze nie niższej niż 1100°C, po czym otrzymany spiek chłodzi się nie wolniej niż 25°C na minutę, a następnie miele się i miesza z materiałami zawierającymi związki takie jak gliniany wapniowe, glinosiarczany wapniowe i/lub z siarczanem glinowym w takiej proporcji aby stosunek wagowy tych związków do sumy CaSO₄ i CaO w mieszance ekspansywnej wynosił 0,15 - 0,50.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec odpadowy wprowadza się odpad powstały przy oczyszczaniu gazów.