Способ получения магнезиального портландцемента Советский патент 1937 года по МПК C04B9/20 

Основным сырьем для изготовления портланд-цемента является известняк и глина. Содержание магнезии в полученном готовом продукте допускается по ОСТу не выше 5%, так как большее содержание разрушающим образом действует на бетон в дальние сроки и ограничивает в силу незначительного допустимого содержания ее в цементе использование магнезиальных известняков.

Предлагаемый способ заключается в том, что содержание магнезии в портланд-цементе доводится до 10% путем связывания ее в соединения, обеспечивающие полное постоянство объема в готовом продукте как в первые, так и в последующие сроки службы бетона, изготовленного на магнезиальном портланд-цементе.

Сырыми материалами для производства магнезиального портланд-цемента являются известково-магнезиальные породы, оказывающиеся по содержанию в них МдО (свыше 8%) непригодными для производства обычного портландцемента, малозапесоченные глины, пригодные для производства портландцемента, и для связывания окиси магния в 4СаО. 2МдО. f.f),. ., в

сырьевую смесь добавляют пиритные огарки с содержанием в них наибольшего количества РезО, а в случае малого содержания в глине AlsOg в сырьевую смесь вводят породы, богатые содержанием flUO:, (боксит, алит, каолин и др.).

Состав сырьевой смеси в зависимости от процентного содержания в ней МдО колеблется в достаточно широких пределах, но содержание МдО в расчете на клинкер не допускается в последнем свыше 10%.

В настоящее время более детально изучен минеральный состав магнезиального портланд-цемента, в результате чего выяснилось, что основным минералом является алит (ЗСаО. SiO.,) при незначительном количестве двухкальциевого силиката, магниевый браунмиллерит 4СаО. 2МдО. ,... Fe2O;5 и в допускаемом проценте (2-4%) периклаз (свободная МдО).

Показатели механической прочности магнезиального портланд-цемента колеблются так же, как и для обычного портланд-цемента.

Технологический процесс производства магнезиального портланд-цемента мало чем отличается от производства

обычного портланд-цемента мокрым и сухим способом на заводах, оборудованных вращающимися печами. К особенностям производства магнезиального портланд-цемента нужно отнести необходимость лучшей гомогенизации сырьевой смеси, вследствие ее более сложного состава; кроме того, обжиг клинкера ведут на более удаленной от головки печи зоне, чем при обжиге обычного портланд-цементного клинк ра. При обжиге магнезиального портланд-цементного клинкера не допускается образование свара клинкера в печи, так как при этом происходит разложение магниевого браунмиллерита с выделением свободной МдО.

При расчете сырьевой смеси для производства магнезиального портланд-цемента авторы исходили из того предположения, что основными соединениями магнезиального портланд-цемента являются 3-кальциевый силикат ЗСаО . SiO, (алит), 2-кальциевый силикат 2CaOSiO, (белит) и брауимиллерит 4СаО . Я1зОз . В состав последнего в магнезиальный пор.тландцемент входят 2 молекулы МдО, образуя соединение следуюш,его состава: 4СаО. 2МдО. . fe.,O,. Кроме этих основных соединений, по исследованиям Бейтса и предварительным данным авторов настоящего изобретения, в магнезиальном портландцементе МдО связывается в виде ортосиликата МдО. СаО. SiO -монтичеллита. При этом по данным Бейтса количество монтичеллита (при содержании магнезии в цементе от 10 до 11%) равно 9-10%, если содержание RjOj в цементе превышает 10-11%. При меньшем содержании полуторных окислов количество монтичеллита, при данном содержании МдО - незначительно. Наконец, в случае, если отношение

п I f

0,64,

то образуется соединение

2 СаО. МдО. Ре.О.,

а если

fll.ps

- 0,64,

Fe.,0,

то избыточное количество AlaO связывается с МдО в виде МдО. . Для расчета сырьевой смеси обыкновенно задаются определенной степенью насыщения известью. Под этим понятием в магнезиальном портланд-цементе подразумевается

СаО

Сн

2,8 510.2 + 2,2 flljO;,

в случае, если при расчете принято отношение

fll,O,.

, равное 0,64. FeoO.

При расчете сырьевой смеси для магнезиального портланд-цемента важно не только обеспечить насыщение известью кремнезема для получения активной части в клинкере, но также важно достигнуть связывания определенной части МдО в виде соединения с нормальной скоростью гидратации или же вообще неспособного гидратировать. Поэтому расчет магнезиального портланд-цемента ведут, исходя из следующих соединений: активная часть - алит ЗСаО. SiO,; магнезиальная часть-магниевый браунмиллерит 4 СаО. 2МдО. . , для образования которого вводят такое количество железных огарков, которое обеспечило бы связывание МдО в количестве от 3,5 до 4% при условии богатой глиноземом глины.

В расчетную формулу не вводится монтичеллит, который принят при содержании в клинкере 10-11% МдО равным 10%; монтичеллит связывает 2,5% МдО.

Свободная магнезия в клинкере допускается в количестве общее содержание МдО в клинкере можно допустить не свыше 10%.

Обжиг производят на дальней зоне при работе на низкокалорийном топливе. Использование низкокалорийного топлива имеет большое значение и применение местного топлива при данном способе разрешается положительно.

Кроме обычных способов испытания для цементов авторами введен еще дополнительный ускоренный метод путем применения автоклава.

Автоклавные испытания магнезиального портланд-цемента производились следующим образом. Лепешки изготовляют по ОСТу, после 4 часов кипения для выявления свободной извести, а также для придания им большей прочности лепешки поступают в автоклав на специальные полочки с отверстиями и находятся под давлением водяного пара.

Подъем пара производят до 14 атм. в течение 2-254 час. Давление в 14 атм. держат в течение 2 часов, после чего испытание заканчивается.

Одновременно с лепешками в автоклав помешают призмы Бауншингера, изготовленные из чистого цемента. Испытания образцов 1 :3 с цементом не производят, так как при этих условиях действие свободной МдО обнаруживается лишь при наличии ее свыше 8%.

Выдержавшим испытание признается образец, который после извлечения из автоклава не показывает никаких внешних изменений (трешина, сетка, коробление). Для призм Баушингера допускается изменение объема не свыше 1,5%.

Выпуск магнезиального портландцемента по предлагаемому способу на Подольском Госцемзаводе показал, что никаких особых производственных затруднений не встречается.

Применение указанного способа значительно сокращает стоимость разработки карьеров, имеющих в сырье

прослойки доломитизированного известняка, что приводит к значительному сокращению стоимости конечного продукта-цемента.

Способ может быть применен на всех заводах, работающих на сырье, засоренном прослойками или включениями доломитизированных известняков, и испытывающих вследствие этого трудности в разработке карьеров и построении технологического процесса производства.

Предмет изобретения.

1.Способ получения магнезиального портланд-цемента, отличающийся тем, что доломитизированный известняк и глину смешивают с пиритными огарками или другим материалом, содержащим в основном Ре.,Оз с целью связывания в клинкере окиси магния, и полученную шихту обрабатывают для получения цемента обычным образом.

2.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что состав шихты подбирают с таким расчетом, чтобы общее количество окиси магния в клинкере не превыщало 10%, а количество свободной окиси магния не превышало 4-4,5%.

3.Прием выполнения способа по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при недостаточном содержании в глине окиси алюминия в шихту добавляют богатые глиноземом породы (боксит, каолин и т. п.).