Способ получения кристаллической затравки к цементу

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Опубликовано 15.10,80. Бюллетень Йо 38

Дата опубликования описания 151080

С 04 В 7/35

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытий (53) УАК 666. 794.

° 4(088.8) В.B. Тимашев, В.В. Судьина, С.П. Сивков, И.В. Моисеев и A.Н. Макаров

° с (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАТРАВКИ

К ЦЕМЕНТУ

t г

Изобрете относится к технолоии 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 1300-1500o|„", охлаждения и 10 гидратации в воде f1(.

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

Цель изобретения — повышение прочности цемента.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения кристаллической затравки к цементу путем обжига сырьевой смеси при 1300-1500 C,oõëàæäåния и гидратации в воде,предусматрива-ет 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 эоны вращающейся печи в водеЗ() 2 от 1300-1500 С до 50-100ОС. 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 200-400ОС 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 C>SH< и ксонотлита. Зародыши кристаллов минерала ксонотлита устойчивы и способны к дальнейшему интенсивному росту. Зародыши кристаллов С SH 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

771042

Пример

Прочность образцов, МПа

Прочность при изгибе в возрасте, сутки

Прочность при сжатии в возрасте, сутки

7. °

3,4 4,6 5,4 6,8 19,5 25,5 39,0 48,5

6,6 7,9 8,9 10,4 28,5 33,2 54,5 68,2

29,4 35,5 56,0 80,0

6,7 8,1

6,2 7,0

9,2 10,1

8,2 8,4

6,3 7,9

26,0

18,7

31,0

45,5

43,0

57,0

Прототип 3,2 4,0

23,4

56,0 кристаллов C SH и образуются также зародыши кристаллов эттрингита, CaSO4 ° 2H 0 и С4 АН, . Количество кристаллов в это период образуется от 3 до 9% по массе.

В период высушивания происходит незначительное возрастание размеров эародышей кристаллов и их числа (до

3-11% по массе), но активное состояние зародышей кристаллов, их способность к интенсивному росту не снижаются. Кристаллогидраты э трингит, CaSO4 ° 2Н О, C SH> при температурах сушки теряют часть воды, но в таком частичном обеэвоженном состоянии они характеризуются еще большей химической активностью. 15

Таким образом зародыши кристаллов гидратных соединений, образовавшихся при описанном выше технологическом режиме обработки портландцемента, выступают как активные кристалличес- щ кие 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 кристаллиэационного компонента, показывает на 20-100Ъ более высокую прочность, чем бездобавочный цемент.

Пример 1. Клинкер Щуровского цементного завода и гипс (взятые в соотношении, вес.Ъ: клинкер 95, гипс 5) смешивают и раэмалывают в шаровой мельнице до S = 3000 см /г.

Полученное вяжущее затворяют водой 35 (В/4 = 0,4) и формуют образцы-балочки 1 1х3 см. Хранение образцов — воздушно-влажное. Образцы испытывают в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток.

Пример 2. Составляют смешан- 4ц ное вяжущее, вес.Ъ: Клинкер Щуровского цементного завода — 54,5, гипс

5, затравка — 0,5. Затравку получают путем приготовления сырьевой смеси следующего состава: Si0 - 21,0;

AP>0> - 7,0; Fe<0 - 3,0; Ca0 - 69,0 обжигают при 1300 С 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

200 С 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.Ъ: клинкер Щуровского цементного завода — 94,5, гипс — 5; добавка - 0,5. Затравку получают путем обжига портландцементной сырьевой смеси состава, указанного в примере 1 при 1400оС, резкого охлаждения в воде полученного спека от 1400 С до 75 С с последующей сушкой при 300 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 1500 С, резкого охлаждения полученного спека в воде до

100оС с последующей сушкой при 400ОС до удаления механически связанной воды. Степень гидратации полученной затравки — 15%. Время соприкосновения стека с водой 120 сек.

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

В таблице представлены прочностные характеристики образцов.

771042

Формула изобретения

Составитель Г.Ракчеева

Редактор Э.Р1ибаева Техред С.Мигунова Корректор Н.Григорук

Заказ 7389/30 Тираж 671 Подписное

ВВИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ таблицы, использование кристаллической затравки позволяет значительно повысить прочность.

1. Способ получения кристалличес5 кой затравки к цементу путем обжига при 1300-1500 С сырьевой смеси, охлаждения и сушки, о т л и ч а ю— шийся тем, что с целью повышения прочности цемента, охлаждение осущест- о вляют в воде до 50-100оС, до степени гидратации 10-15%.

2. Способ по п. 1 о т л и ч а юшийся 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,