СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЫСТРОТВЕРДЕЮЩЕГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАССГСОЮЗНАЯпа: Советский патент 1972 года по МПК C04B7/38 

Известен способ получения бУстротвердейщего портландцемента из измельченного сырьевого материала посредством его обжига и последующего помола.

Предложенный способ позволяет улучшить свойства цемента. Он отличается тем, что для обжига используют сырьевой материал с фракциями 0,5-15 и 60-80 мк, каждая из которых содержит соответственно кремнезема 20-30 и 5-7 вес. % от общего содержания кремнезема в сырьевом материале.

Продукт обжига размалывают до тонины, при которой весовое распределение частиц цемента по размерам характеризуется угловыми коэффициентами, равными в системе координат Розииа-Рамлера-Шперлинга 0,,5 для фракций менее 5 мк н 0,8 - для фракций мк.

Согласно предложенному способу сырье измельчают тоньше, чем при получении обычного цемента. Содержание кремнезема в частицах сырьевой смеси фракции 0,5-15 мк и 60-80 мк (в вес. % от общего содержания SiOs в сырьевой смеси) должно быть не менее 30 и не выше 5 при использовании в качестве компонентов известняка и глины или не менее 20 и не свыше 7 при использовании мергелей. Подготовленное таким образом сырье обжигают с использованием беззольного топлива. Полученный клинкер содержит

фазу алита из моиоклинных призматических кристаллов размером 20-50 мк и фазу белита из сферических кристаллов размером О-50 мк. Этот клинкер измельчают до известного содержания в цементе фракций менее 5,5-30 и более 80 мк таким образом, чтобы весовое распределение частиц цемента по размерам внутри этих фракций при графическом изображении гранулометрического состава характеризовалось угловым коэффициентом, равным, например, в системе координат Розина-Рамлера-Шперлиига 0,4-0,5 для фракции частиц цемента менее 5 мк и 0,8 для фракции 5-30 мк.

Получение указанной структуры алитовой и белитовой фаз в клинкере по предлагаемому способу обусловлено тем, что ограничение содержания крупных частиц SiOa в смеси ускоряет рост кристаллов белита и алита, и при обжиге на беззольном топливе и короткой зоне спекания их размеры меньше, чем в обычном клинкере, а повышенное содержание мелких частиц SiOa, кроме ускорения процесса, предотвращает рекристаллизацию СаО при 1150-1200°С, т. к. снижает температуру твердофазового взаимодействия СаО и ЬЮг с 1200-1250 до 1100-1170°С, обеспечивает равномерное распределение минералов в клинкере и геометрически правильную кристаллическую форму (сферическую у белита, моноклинную призматическую у алита).

Получаемые предложенным способом призматические моноклинные кристаллы алита указывают на наличие в этой фазе твердых растворов замещения при принятом количестве трехкалщиевого алюмината и, следовательно, на повышенный запас объемной свободной энергии. Уменьшенные размеры кристаллов алита определяют повышенный запас поверхностной энергии этой фазы. Поэтому предлагаемый способ позволяет получать клинкер повышенной размалываемости и обогащать мелкие фракции цемента активными клинкерными минералами (алитом и трехкальциевым алюминатом), что дополнительно ускоряет нарастание прочности в ранние сроки твердения. Наличие в полученном клинкере сферических кристаллов белита указанных размеров является достаточным признаком требуемой подготовки сырьевой смеси и правильного проведения процесса обжига.

Кроме характеристик структуры клинкерных фаз, для гарантии прочностных свойств и понижения потребности цемента в воде большое значение имеет весовое распределение частиц цемента внутри фракций. Проще всего эту характеристику задать в графической форме, например, изобразив гранулометрический состав цемента в стандартной .системе координат Розина-Рамлера-Шперлинга.

Чтобы получить сырье цемент указанного фракционного состава, подбирают известными методами механические режимы работы сырьевых и цементных мельниц. Производственный контроль тонкости помола сырья отличается периодическим аналитическим определением SiO2 во фракциях менее 15 мк и более 80 мк, отделенных отмучиванием, а

контроль тонкости помола цемента - определением гранулометрического состава готового продукта весовым седиментометрическим анализом.

Заданное графиком распределение частиц цемента внутри фракций менее 5 и 5-30 мк обеспечивает пониженную водонотребность цемента и способствует более интенсивному росту прочности в ранние сроки твердения и равномерному повышению ее в дальнейшем, благодаря поддержанию в течение более длительного времени высоких относительных пересыщений по СаО в жидкой фазе системы цемент - вода.

Для регулирования сроков схватывания цемента в его состав при помоле вводят гипс, количество которого в пересчете на ангидрид серной кислоты составляет, как обычно, 1,5- 3,5%. Цемент может содержать также добавки - ускорители твердения.

Предмет изобретения

Способ получения быстротвердеющего портландцемента из измельченного сырьевого материала посредством его обжига и последующего помола, отличающийся тем, что, с целью улучшения свойств цемента, для обжига используют сырьевой материал с фракциями 0,5-15 и 60-80 мк, каждая из которых содержит соответственно кремиезема 20-30 и 5-7 вес. % от общего содержания кремнезема в сырьевом материале, а помол продукта обжига производят до тонины, при которой весовое распределение частиц цемента по размерам характеризуется угловыми коэффициентами, равными в системе координат Розина-Рамлера-Шперлинга 0,4-0,5 для фракций менее 5 ж/с и 0,8 - для фракций 5-30 мк.