Способ получения кристаллической затравки к цементу Советский патент 1980 года по МПК C04B7/35 

t

Изобретение относится к технолории вяжущих материалов, в частности к производству добавок к цементу, повышающих его прочность.

Наиболее близким по технической 5 сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ получения кристаллической затравки к цементу.путем обжига сырьевой смеси при 1300-1500°С, охлаждения и 10 гидратации в воде И.

Недостатком известного способа получения кристаллической затравки к цементу является низкая прочность на изгиб и сжатие получаемого цемента. 5

Цель изобретения - повышение прочности цемента.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения кристаллической затравки к цементу путем обжига сы- 20 рьевой смеси при 1300-1500 с,охлаждения и гидратации в воде,предусматривает охлаждение в воде до 50-100 С до степени гидратации 10-15%,а также выдержку в воде в течение 30-120 сек. 25

Затравку - активный кристаллический компонент - получают путем охлаждения спеченного портландцементного клинкера, выходящего из высокотемпературной зоны вршцающейся печи в водезо

от 1300-1500°С до 5G-1000C. Размер зерен клинкера должен находиться в интервале 1-15 мм. Влажный клинкер выдерживают 5-20 мин на воздухе (время необходимое для транспортировки), а затем для удаления механически связанной воды высушивают в сушильном барабане при 200-400°С до влажности 1-5%.

Длительность соприкосновения раскаленного клинкера с водой составляет 30-120 сек. В момент попадания в воду клинкера с температурой 1300-. 1500°С происходит образование паровой оболочки вокруг поверхности зерен, пар проникает практически во все поры и капилляры зерна и гидратирует отдельные, активные участки, кристаллов минералов клинкера. В таких гидротермальных условиях образуются зародыши кристаллов СчSH и ксонотлита. Зародыши кристаллов минергша ксонотлита устойчивы и способны к дальнейшему интенсивному росту. Зародыиш кристаллов CiSHfj метастабильны, но также способны к интенсивному росту.

В период выдерживания (вызревания) влажного клинкера перед сушкой в течение 5-20 минут происходит увеличение числа активных зародышей

кристс1ллов CoSH,j и образуются также эародьдии кристаллов эттрингита, Са50д2Н О и С4 АН, . Количество кристаллов в этот период образуется от 3 до 9% по массе.

В период высушивания происходит незначительное возрастание размеров Зародышей кристаллов и их числа (до 3-11% по массе), но активное состояние зародышей кристаллов, их способность к интенсивному росту не снижаются. Кристаллогидраты эттрингит, ,0, Co,SH2 при температурах сушки теряют часть воды, но в таком частичном обезвоженном состоянии они характеризуются еще большей химической активностью.

Таким образом зародыши кристаллов гидратных соединений, образовавшихся при описанном выше технологическом режиме обработки портландцемента выступают как активные кристаллические центры, способные к росту. Эта особенность вяжущего, гидратированного по описанному выше режиму, делает его эффективным кристаллизацион-. ным компонентом для портландцемента. Портландцемент, к которому в процессе помола добавили 1-15% указанного кристаллизационного компонента, показывает на 20-100% более высокую прочность, чем бездобавочный цемент. Пример 1. Клинкер Щуровского цементного завода и гипс (взятые в соотношении, вес.%: клинкер 95, гипс 5) смешивают и размалывают в шаровой мельнице до S 3000 см /г. Полученное вяжущее затворяют водой (в/Ц 0,4) и формуют образцы-балочки 1 -1х-3 см. Хранение образцов - воздушно-влажное. Образцы испытывают в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток.

Пример 2. Составляют смешанное вяжущее, вес.%: Клинкер Щуровского цементного завода - 54,5, гипс 5, затравка - 0,5. Затравку получают путем приготовления сырьевой смеси следующего состава: S i О. - 21,0;

, - 7,0; - 3,0; СаО - 69,0 обжигают при ISOO C в лаббраторной силитовой печи. После обжига спек резко охлаждают в воде до 50°С, время соприкосновения спека с водой 30 секунд. Затем гидратированный спек подвергают сушке в муфеле при до удаления механически связанной воды. Степень гидратации полученной таким образом затравки - 10%

Технология приготовления вяжущего, изготовление образцов, хранение и испытание аналогично описанному в примере 1.

Пример 3. Составляют смешанное вяжущее, вес.%: клинкер Щуровского цементного завода - 94,5; гипс - 5; добавка - 0,5. Затравку получают путем обжига портландцементной сырьевой смеси состава, указанного в примере 1 при 1400С, резкого охлаждения в воде полученного спека от 1400с до 75 С с последующей .сушкой при ЗОО-С до удаления механически связанной воды. Степень гидратации полученной затравки - 12%.

Технология приготовления вяжущего, изготовление образцов, хранение и испытание аналогично описанному в примере 1.

Пример 4. Составляют смешенное вяжущее, вес.%: клинкер Щуровского цементного завода - 94,5; гипс 5; добавка - 0,5. Затравку получают путем обжига портландцементной сырьевой смеси при 1500с, резкого охлаждения полученного спека в воде до 100° С с последующей сушкой при 400С до удаления механически связанной воды. Степень гидратации полученной затравки - 15%. Время соприкосновения спека с водой 120 сек.

Технология приготовления вянчущего, изготовление образцов, хранение и испытание аналогично описанного в примере 1.

В таблице представлены прочностные характеристики образцов.

3,4 4,65,46,8

6,6 7,98,910,4

6,7 . 8,19,210,1

6,2 7,08,28,4 3,2 4,06,37,9

39,048,5

54,568,2

56,080,0

45,557,0

43,056,0 Как видно из таблицы, использование кристаллической затравки позволя ет значительно повысить прочность. Формула изобретения 1. Способ получения кристаллической затравки к цементу путем обжига при 1300-1500с сырьевой смеси, охЛс1ждения и сушки, отличающийся тем, что с целью повышени прочности цемента, охлаждение осущес вляют в воде до 50-100С, до степени гидратации 10-15%. 2. Способ по п. 1отличающ и и с я тем, что добавку выдерживают в воде 30-120 секунд. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кудряшев В. В. Исследование свойств цементного камня,- армированного коротковолокнистыми материалами. Автореферат диссертации, к.т.н., Москва, 1973,