СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САМОРАССЫПАЮЩЕГОСЯ КЛИНКЕРА Российский патент 1997 года по МПК C04B7/38 

Описание патента на изобретение RU2085528C1

Изобретение относится к строительным материалам и представляет собой сырьевую смесь для производства саморассыпающегося клинкера, предназначенного в качестве вяжущего для изготовления изделий автоклавного твердения.

Известна сырьевая смесь для получения саморассыпающегося цементного клинкера, включающая известковый, глинистый, железосодержащий компоненты и соединения углерода [1]
Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту является сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера [2] включающая известковый, глинистый, железосодержащий компоненты и дополнительно содержащая марганцовистый или медеплавильный шлак при следующем соотношении компонентов, мас.

Известковый компонент 50-75
Глинистый компонент 20-40
Железосодержащий компонент 0,1-3,0
Соединения углерода 0,5-2,0
Марганцовистый или медеплавильный шлак 1,0-5,0
Недостатком известных смесей является высокий расход топлива на обжиг при 1450oC, а также то, что саморассыпание достигается путем меленного охлаждения в печи до 800oC со скоростью 300o/ч и вследствие перехода более активной клинкерной фазы β-C2S в g-C2S, что понижает гидратационную активность вяжущего.

Цель изобретения снижение расхода топлива на обжиг клинкера с одновременным повышением прочности автоклавных изделий.

Цель достигается тем, что в сырьевой смеси для получения саморассыпающегося клинкера, включающей известковый, железо- и кремнеземсодержащий компоненты, согласно предлагаемому решению, в качестве известкового компонента содержится высокомагнезиальный известняк с содержанием MgO 7,2-9,65 мас. и мел, а в качестве железо- и кремнеземсодержащего компонента вскрышные породы отходы ГОКа, при следующем соотношении компонентов, мас.

Высокомагнезиальный известняк 47,3-68,8
Железосодержащий компонент 15,8-36,3
Кремнеземсодержащий компонент 2,4-9,8
Мел Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав саморассыпающегося клинкера отличается от известного введением новых компонентов, а именно: высокомагнезиального известняка, вскрышных пород и мела. Анализ известных составов [1 и 2] саморассыпающихся клинкеров показал, что некоторые введенные в предлагаемом решении вещества известны, например железосодержащий компонент, кремнеземсодержащий компонент и известковый компонент, содержащий CaCO3 с примесями (количество примесей более 3 мас.). Их применение в других смесях в сочетании с другими компонентами в других количественных соотношениях не обеспечивает клинкерам такие свойства, который они проявляют в предлагаемом решении, а именно: снижение температуры обжига и, следовательно, расхода топлива на обжиг саморассыпающегося клинкера, а также саморассыпание последнего в тонкий порошок вследствие возникновения при охлаждении клинкера объемных термических напряжений и гидратации неусвоенного CaO с сохранением основной массы фазы C2S в клинкере в b-форме, что обеспечивается введением высокомагнезиального известняка с содержанием MgO 7,2-9,65 мас. в количестве 47,3-68,8 мас. железосодержащего компонента в количестве 15,8-36,3 мас. кремнеземсодержащего компонента в количестве 2,4-9,8 мас. и чистого мела (CaCO3) с содержанием примесей не более 1-2 мас.

Известно, что b-форма C2S стабилизируется избытком CaO. Предусмотреть по окончании обжига в клинкере наличие CaOсв в количестве более 7-18% при условии связывания MgO в MF (магнезиоферрит в клинкере содержится в количестве 3,9-33,4 мас. см. табл. 2), было невозможно. При обжиге предлагаемой шихты формируется спек с широким спектром плотностей фаз. При охлаждении, в результате различной усадки фаз, в клинкерной грануле возникает масса микротрещин. Атмосферная влага легко мигрирует внутрь гранулы, взаимодействуя с CaOсв. В предлагаемом клинкере образуется внутрипоровое давление, достаточное для образования высокодисперсного продукта. Для самопроизвольного рассыпания материала в тонкодисперсный порошок количество CaOсв в нем должно превышать 10 мас. Процесс саморассыпания осуществляется в водной среде. Для этого применяется силосный или барабанный способ гашения. Впервые получен клинкер самопроизвольно рассыпающийся в воздушной среде при меньшем содержании CaOсв от 7% и более). Предлагаемый состав компонентов сырьевой смеси, содержащий чистый мел, а также повышенное количество MgO (5,9-9,1 мас.) и Fe2O3 (22,1-32,5 мас.) в клинкере, придает последнему новые свойства снижение расхода топлива за счет снижения температуры обжига и саморассыпание клинкера в тонкий порошок вследствии возникновения объемных термических напряжений в клинкере при охлаждении и последующей гидратации CaOсв с сохранением основной массы C2S в b-форме, отличающейся более высокой гидратационной активностью по сравнению с g-C2S.

Химический состав исходных компонентов приведен в табл. 1, в мас.

Пример конкретного выполнения. Для приготовления смеси 2 (см. табл. 2) использовали: в качестве высокомагнезиального компонента мраморовидный известняк карьера "Перевал" Иркутской области (химический состав, мас. 45,66 CaO; 0,11 Fe2O3; 7,20 MgO; 0,48 Al2O3; 8,57 SiO2; 37,50 ППП; 99,52 S), в качестве железосодержащего компонента некондиционный сидерит Челябинской области (химический состав, мас. 1,94 CaO; 50,06 Fe2O3; 3,75 MgO; 20,68 SiO2; 1,99 Al2O3; 18,69 ППП; 97,11 S), в качестве кремнеземистого компонента песок Стойленского ГОКа (химический состав мас. 0,30 CaO; 0,90 Fe2O3; 0,30 MgO; 97,60 SiO2; 0,75 Al2O3; 99,86 S) и мел Белгородского месторождения (химический состав, мас. 55,33 CaO; 0,29 Fe2O3; 0,18 MgO; 0,70 SiO2; 0,01 Al2O3; 43,37 ППП; 99,88 S). Исходные компоненты помещали в сушильный шкаф и высушивали при 140oC в течение 1 ч, измельчали в лабораторных фарфоровых мельницах до полного прохождения через сито N 008 (до уд. поверхности 310 м2/кг), смешивали в соотношениях, приведенных в табл. 2 (смесь 2) в течение 30 мин. Из полученной смеси прессовали образцы диаметром и высотой 20 мм при уд. давлении прессования 40 МПа. Обжигали образцы в лабораторной силитовой печи. Подъем температуры осуществляли от температуры окружающей среды по режиму 200oC за 10 мин. Образцы выдерживали при максимальной температуре 1180oC в течение 10 мин. Охлаждали на воздухе. Аналогично готовили и ожигали остальные смеси предлагаемого состава с различным соотношением ингредиентов (см. табл. 2, смеси 3-6).

Полученные в результате обжига клинкера самопроизвольно измельчались не позднее 7 сут. Содержание CaOсв или Ca(OH)2 в клинкерах определяли этилово-глицератным методом (ГОСТ 5382-73). Саморассыпание наблюдали при содержании CaOсв в количестве более 7-18% Фракционный состав анализировали ситовым методом: (0-80) мкм (2,67-84,00)% (80-200) мкм (14,67-84,67)% более 200 мкм (1,33-32,66)%
Химический и расчетный фазовый состав предлагаемого саморассыпающегося клинкера приведен в табл. 2. Расчет равновесного фазового состава в пятикомпонентной системе CaO-MgO-Fe2O3-Al2O3-SiO2 выполняли с помощью метода Хиза. Как видно из табл. 2 смеси 2-6 отличаются повышенным содержанием Fe2O3 (22,1-32,5 мас.) и MgO (5,9-9,1 мас.), а смесь 5 содержит наибольшее количество Fe2O3 (32,5 мас.) и MgO (мас.), что и обусловливает наименьший расход топлива на обжиг сырьевой смеси. Клинкер смеси 1 содержит 28,4 мас. Fe2O3, несвязанного в процессе обжига, а в клинкере смеси 7 присутствует значительное количество непрореагировавших оксидов кальция (41,0 мас.) и магния (14,1 мас.). Клинкерная смесь по прототипу содержит меньшее количество Fe2O3 и MgO по сравнению со смесями 2-6, что и обусловливает повышение температура обжига и расхода топлива на обжиг клинкера по прототипу. Предлагаемый состав сырьевой смеси обжигали при 1150-1190oC.

Анализ приведенных семи смесей показал, что для получения саморассыпоющегося клинкера целесообразно готовить сырьевую смесь при следующем соотношении компонентов, мас.

Высокомагнезиальный известняк 47,3-68,8
Железосодержащий компонент 15,8-36,3
Кремнеземсодержащий компонент 2,4-9,8
Мел Остальное
Полученный самопроизвольно рассыпавшийся клинкер применяли для изготовления силикатных изделий автоклавного твердения (ГОСТ 379-79). Сырьевый смеси готовили из саморассыпающегося клинкера и шлака Челябинского металлургического завода. Компоненты смешивали в соотношениях, приведенных в табл. 3. Смеси увлажняли и прессовали образцы при уд. давлении 30 МПа. Диаметр и высота образцов 4 см. Образцы подвергали автоклавной обработке по режиму 1,5 х 6 х 1,5 ч при 180oC и давлении водяного пара 1 МПа. Затем образцы испытывали на прочность при сжатии (ГОСТ 530-54), водопоглощение (ГОСТ 7025-67) и морозостойкость (ГОСТ 7025-78). В табл. 3 приведены результаты испытаний смесей. Из табл. 3 видно, что полученные образцы после запарки имеют прочность при сжатии 33,1-38,4 МПа, водопоглощение 10,60-11,4% морозостойкость 15 циклов. Образцы по прототипу, изготовленные на основе рассыпавшихся клинкеров, после гидротермальной обработки в течение 8 ч при 175oC и давлении водяного пара 0,8 МПа имели прочность при сжатии 21-23 МПа, что на 36,56-40,10% ниже по сравнению с предлагаемыми составами.

Похожие патенты RU2085528C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОБАВКИ К ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ 1994
  • Лугинина И.Г.
  • Донич Р.А.
RU2069649C1
СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1999
  • Шаповалов Н.А.
  • Лисовая В.В.
RU2162826C2
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 1994
  • Белоусов Ю.Л.
  • Копасова А.А.
RU2081092C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЖИГОВЫХ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КВАРЦЕВЫХ ПЕСКОВ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2001
  • Гридчин А.М.
  • Лесовик В.С.
  • Строкова В.В.
  • Шамшуров А.В.
RU2205810C2
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) 1993
  • Гладких Ю.П.
  • Завражина В.И.
RU2085541C1
СПОСОБ ОБЖИГА БЫСТРОТВЕРДЕЮЩЕГО НИЗКООСНОВНОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА 1999
  • Барбанягрэ В.Д.
  • Мануйлов В.Е.
  • Головизнина Т.Е.
RU2168473C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1997
  • Евтушенко Е.И.
  • Васильченко О.Н.
  • Рубанов Ю.К.
  • Старостина И.В.
  • Кащеева И.Ю.
RU2123990C1
КЕРАМИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 1995
  • Гончаров Ю.И.
RU2087451C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ИЗ ДОЛОМИТА 2009
  • Калинин Александр Валерьевич
RU2395470C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ РАДИОАКТИВНОГО Сs-137 1999
  • Павленко В.И.
  • Шевцов И.П.
  • Ястребинский Р.Н.
RU2156224C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 085 528 C1

Реферат патента 1997 года СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САМОРАССЫПАЮЩЕГОСЯ КЛИНКЕРА

Изобретение относится к области строительных материалов и представляет собой сырьевую смесь для производства саморассыпающегося клинкера, предназначенного в качестве вяжущего для изготовления изделий автоклавного твердения. Для снижения расхода топлива на обжиг смеси и повышения прочности автоклавных изделий сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера, включающая железосодержащий, кремнеземистый и магнезиальный компоненты, в качестве известнякового компонента содержит высокомагнезиальный известняк с содержанием MgO 7,2-9,65 мас.% и мел, а в качестве железо- и кремнеземсодержащего компонента - вскрышные породы - отходы ГОКа. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 085 528 C1

Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера, включающая известняковый, железо- и кремнеземсодержащий компоненты, отличающаяся тем, что в качестве известнякового компонента она содержит высокомагнезиальный известняк с содержанием MgO 7,2 9,65 мас. и мел, а в качестве железо- и кремнеземсодержащего компонента вскрышные породы отходы ГОКа при следующем соотношении компонентов, мас.

Высокомагнезиальный известняк 47,3 68,8
Железосодержащий компонент 15,8 36,3
Кремнеземсодержащий компонент 2,4 9,8
Мел Остальноеа

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2085528C1

Патент Польши N 230266, кл
Капельная масленка с постоянным уровнем масла 0
  • Каретников В.В.
SU80A1
Сырьевая смесь для получения саморассыпающегося клинкера 1977
  • Савельев Владимир Григорьевич
  • Кешишян Тигран Никитович
  • Бикбау Марсель Янович
SU673623A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 085 528 C1

Авторы

Лугинина И.Г.

Литвишкова Н.В.

Даты

1997-07-27Публикация

1995-04-17Подача