UA53698C2 - Спосіб обробки цементного клінкеру - Google Patents

Abstract

Спосіб обробки цементного клінкеру шляхом розмелювання клінкеру в трубчастому млині при одночасному завантаженні в млин води і гіпсу передбачає вприскування під час розмелювання води, що має значення рН в інтервалі 9 – 13. Під час розмелювання можуть додавати мікронаповнювач і/або агент, що знижує вміст води. Як варіант здійснення способу, частину мікронаповнювача і/або агента, що знижує вміст води, змішують з водою, що має вказане значення рН, для отримання гідросуміші, яку вприскують в млин під час розмелювання разом з мікронаповнювачем і/або агентом, що знижує вміст води, в сухому стані.

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до способу обробки цементного клінкера і, зокрема, до способу обробки 2 цементного клінкеру в процесі його розмелювання.

Цементний клінкер, до якого відноситься винахід, переважно являє собою портландцементний клінкер, хоч він не обмежений клінкером портландцементу і може бути застосований до інших цементних клінкерів.

Останні досягнення відомої технології описані в ЕР 0 081 861 і в М/О 94/00403, які пропонують способи розмелу клінкеру, на портландцементі з мінеральними добавками і органічним агентом, що знижує вміст води. 710 Згідно з останньою згаданою публікацією, воду також додають в останню камеру млина з метою регулювання температури.

Внаслідок того, що відбувається фізична і хімічна адсорбція частинками клінкеру молекул агента, що знижує вміст води, отриманий розмолотий цемент буде мати знижену потребу у воді і підвищену міцність в порівнянні зі стандартним портландцементом. Один з істотних недоліків цього способу складається з трудності регулювання 12 ступеня реакції між портландцементним клінкером і агентом, що знижує вміст води; ця реакція безпосередньо впливає на стабільність властивостей кінцевого цементу.

Зниження потреби у воді може бути також досягнуте шляхом додавання молекул агента, що знижує вміст води, безпосередньо в бетон з водою, відповідно до звичайних способів. Ці способи не дають скільки-небудь помітного збільшення хімічної реакційної здатності портландцементного клінкеру.

Даний винахід відноситься до способу обробки цементного клінкеру під час його розмелювання і додавання в нього різних речовин для збільшення міцнісних властивостей цементу.

Таким чином, даний винахід відноситься до способу обробки цементного клінкеру шляхом розмелювання клінкеру, в трубчастому млині при додаванні води і гіпсу ії, можливо, агента, що знижує вміст води, який відрізняється тим, що під час розмелу клінкеру в млин вприскують воду, що має рнН 9 - 13. с 29 Далі винахід буде описаний більш детально стосовно до різних варіантів його здійснення. Го)

Цементний клінкер звичайно обробляють спочатку нагріванням клінкеру або кальцинованого матеріалу в випалювальній печі при температурі 900 - 145073 для отримання з'єднань ЗСаО .5іО», 2са0.5О», ЗСаоО.АЬО» і 4СаоО.АІ2О5:5іО». Цей процес обробки в результаті дає звичайний портландцемент.

На другій стадії клінкер подрібнюють разом з гіпсом до розміру частинок в діапазоні 10 - 20мкм в со 3о трубчастому млині, який містить стальні кулі. Під час цього процесу розмелу додають воду. Даний винахід (о) відноситься до цієї другої стадії.

По даному винаходу вода має рн біля 9 - 13 і її вприскують в млин під час розмелювання клінкеру. ї-о

Згідно з одним з найбільш переважних варіантів здійснення винаходу, воду, що вприскується, доводять до Ге) цього значення рН шляхом електролізу. ою

Отже, в млин вприскують іони ОН". Ці іони являють собою радикали з високою реакційною здатністю, які прикріпляються до поверхонь негідратованих цементних частинок і полегшують утворення комплексу чСаоО.т5іО»: пНо»О. Цей комплекс утворюється на поверхнях цементних частинок.

Таким чином, розмел клінкеру в трубчастому млині буде мати результатом сухий продукт, який містить « частинки цементу з діаметром 10 - 20мкм, причому ці частинки заздалегідь гідратовані настільки, що їх що с поверхні покриваються, повністю або частково, заздалегідь гідратованим покриттям, що включає вказаний . комплекс. "» Оскільки частинки заздалегідь гідратовані, то їх реакційна здатність вельми велика. Адсорбція радикалів ОН" поверхнями клінкерних частинок приводить до згаданого комплексоутворення і активації за рахунок утворення плівки гідросилікатів на частинках. Ці комплекси діють як ініціатори для подальшої реакції з водою. У с сукупності це приводить до значного поліпшення розвитку міцності цементною пастою і зниження пористості, яке буде видно з приведених нижче прикладів. о Відповідно до одного з переважних варіантів здійснення, під час розмелу додають мікронаповнювач і/або

Ге» агент, що знижує вміст води.

Відповідно до одного з найбільш переважних варіантів здійснення, частину мікронаповнювача і/або агента, і, що знижує вміст води, змішують із згаданою водою з високим значенням рН для утворення гідросуміші, яку с вприскують в млин під час розмелу, з одночасним додаванням сухого мікронаповнювача і/або агента, що знижує вміст води.

Переважно, агент, що знижує вміст води, перетворюють в гідросуміш, і цю гідросуміш доводять до згаданого

Значення рН шляхом електролізу, перед уприскуванням гідросуміші в млин.

Співвідношення між сухою речовиною/речовинами і гідросумішшю переважно знаходиться в діапазоні від 95:

Ф) 5 вагових 95 до 85: 15 вагових 905. ка Рідка фаза гідросуміші переважно перевищує 5095 ваги гідросуміші.

Відповідно до іншого переважного варіанту здійснення, мікронаповнювач у вигляді ЗІО о-вмісних речовин, бо таких як шлак доменної печі або вапняк, завантажують в трубчастий млин в кількості до 8095 сумарної ваги мікронаповнювача, агента, що знижує вміст води, і води, що подається в млин.

Відповідно до третього переважного варіанту здійснення, агент, що знижує вміст води, у вигляді полімерів, таких як полімери на основі лігносульфоната, які містять нафталін або меламін, або їх поєднання, доставляють в трубчастий млин в кількості до 595 сумарної ваги мікронаповнювача, агента, що знижує вміст води, і води, що б5 подається в млин.

Далі буде описаний ряд прикладів. У Таблиці приведені результати, отримані у відношенні таких характеристик, як потреба у воді, межа міцності при стисненні і пористість.

Приклад 1

Клінкер портландцементу, що має хімічний склад (у 95 ваги.) Сз5 - 64,5, С25 - 11,0, СзА - 9,5, СХАЕ - 9,0,

Ма»О - 0,10 ії К»О - 0,25 завантажили в трубчастий млин. Буква С в цьому складі є скороченням Сас, А - скороченням АІ/2Оз, а Е - скороченням Ре»Оз. Трубчастий млин має розміри 1,5м в діаметрі і З3,5м в довжину.

Гіпс завантажили разом з клінкером портландцементу, в кількості, відповідній З95 ваги клінкеру, разом з недистильованою водою, взятою із звичайної системи водопостачання. Цю воду піддали електролізу в полі постійного струму з силою струму 1,75А/дм? і напругою 3808 протягом 2 хвилин для отримання величини рН 70..11,2. Воду подавали в трубчастий млин в диспергованому стані. Отриманий цемент мав питому поверхню (по

Блейну) 4800см2/г.

Цемент, отриманий таким чином, змішували з водою в змішувачі Хобарта протягом З хвилин для отримання цементної пасти стандартної консистенції. Цементну пасту вилили в кубічну сталеву форму, що має сторони висотою 2Омм, і ущільняли на вібраційному столі. Зразок цементної пасти ствердили у воді при 207С і потім 75 піддали тестам на стиснення.

Приклад 2

Клінкер на основі портландцементу, відповідний описаному в прикладі 1, подрібнювали традиційним способом, і зразок цементної пасти отримали відповідно до вищеописаного прикладу 1.

Приклад З

Клінкер на основі портландцементу, відповідний описаному в прикладі 1, подрібнювали відповідно до прикладу 1 разом із заздалегідь розмолотим вапняком як мікро наповнювачем, де згаданий вапняк мав питому поверхню (по Блейну) З000см?/г. Загальна вага заздалегідь розмолотого вапняку відповідала 1595 ваги цементу; його завантаження здійснювалося в двох різних станах, а саме: 8095 в твердому сухому стані і 2095 в стані гідросуміші з 35905 води. се

Рідка фаза гідросуміші містила водопровідну воду, яку було електролізовано струмом 3,5А/дм 2? при напрузі г)

З80В протягом 2 хвилин для отримання величини рн 11,5.

Гідросуміш завантажували в трубчастий млин в диспергованому стані. Гідросуміш завантажували в млин разом з клінкером, гіпсом і сухим мікронаповнювачом. Отриманий цемент мав питому поверхню (по Блейну) 478Осм т. 09

Зразки цементної пасти готували способом, описаним в прикладі 1. Ге»!

Приклад 4

Клінкер на основі портландцементу і мікронаповнювач-вапняк подрібнювали звичайним способом в тих же і-й кількостях, що і в прикладі З, тільки мікронаповнювач додавали в сухому стані. Отриманий цемент мав питому «се поверхню (по Блейну) 481Зсм/г.

Зразки цементної пасти готували способом, описаним в прикладі 1. й

Приклад 5

Методика, що здійснюється в цьому прикладі, відповідала методиці, що використовується в прикладі 1, з тим виключенням, що в цьому випадку в систему додавали зріджуючий агент. Як зріджуючий агент використовували « дю 4090-й розчин зверхпластикатора меламінового типу, а саме РІуї 929), що виробляється фірмою Сетепіа АВ, з

Швеція. Зріджуючий агент додавали в кількості, відповідній 195 ваги загального завантаження млина. с Зріджуючий агент додавали в рідку фазу гідросуміші перед її електролізом. Зразки цементної пасти :з» отримували відповідно з прикладом 1.

Приклад 6

Методика, що здійснюється в цьому прикладі, відповідала методиці, що використовується в прикладі 2, тобто сл 15 звичайний розмел, за виключенням того, що під час формування цементної пасти разом з водою звичайним способом додавали зріджуючий агент з прикладу 5, в тій же кількості, що і в прикладі 5. (95) Зразки цементної пасти готували способом, описаним в прикладі 1. б Приклад 7

Методика, що здійснюється в цьому прикладі, відповідала методиці, що використовується в прикладі 2. Потім (Се) 50 отриману цементну пасту обробляли способом, який описано в міжнародній заявці УУ094/25411 со (РСТ/5Е9А/00389), де цементну пасту обробляли у вібраційному млині, що має вібрацію кола 1Омм по діаметру і що працює при частоті 110об/хв., протягом ЗО хвилин. Вагове співвідношення подрібнюючої середи і суміші становило 9:1.

Зразки цементної пасти готували способом, описаним в прикладі 1. 59 Приклад 8

ГФ) Методика, що здійснюється в цьому прикладі, відповідала методиці, що використовується в прикладі 2. Потім 7 отриману цементну пасту обробляли способом, описаним в міжнародній патентній заявці У/094/25411 (РСТ/5ЕЗ9А/00389); див. приклад 7 вище. во

Приклад Необхідна кількість води 50000000 Мене цнеся при люненн, МЛ Пористість, см3/г

Час затвердіння, дні бо 2 23А 2АА БА 68,8 0,091 р вю530000вм|0000000оом в1зв3м10100в00,00111000оово, консистенці! у відсотках від ваги цементу. 10 . й о.

Як видно з приведеної вище таблиці, цементна паста, отримана способом по винаходу, володіє підвищеною механічною міцністю і зниженою пористістю. Однак потреба у воді залишається приблизно тією ж.

З цього стає ясно, що даний винахід надає портландцементу значно більш високої реакційної здатності, чим у звичайного портландцементу. Це доводиться тим фактом, що при заданій міцності затвердіння цементної пасти відбувається швидше і вона має значно більш високу кінцеву міцність.

Хоч винахід був описаний вище стосовно до різних прикладів і до різних варіантів здійснення, досвідченому фахівцю в даній області буде ясно, що вищезазначені співвідношення з'єднань, що використовуються, можуть змінюватися за допомогою різних випробувань для отримання цементу з бажаними властивостями.

Таким чином, вищезазначені варіанти здійснення не обмежують об'єму даного винаходу, оскільки в межах об'єму, що охоплюється формулою винаходу, можуть бути здійснені зміни.

Claims (9)

Формула винаходу

1. Спосіб обробки цементного клінкеру шляхом розмелювання клінкеру в трубчастому млині при одночасному с додаванні води і гіпсу, який відрізняється тим, що під час розмелювання клінкеру в млин вприскують воду, що (3 має рН в інтервалі 9 - 13.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вприскують воду, яку попередньо електролізують до вказаного значення рн.

3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що під час розмелювання додають мікронаповнювач і/або со агент, що знижує вміст води. Ге»!

4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що частину мікронаповнювача і/або агента, що знижує вміст води, змішують з водою, що має вказане значення рН, з отриманням гідросуміші, яку вприскують в млин під час і-й розмелювання разом з мікронаповнювачем і/або агентом, що знижує вміст води, в сухому стані. со

5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що співвідношення між твердою речовиною і гідросумішшю знаходиться в діапазоні від 95:5 ваг. 95 до 85:15 ваг. 90. о

6. Спосіб за п. 4 або п. 5, який відрізняється тим, що рідка фаза гідросуміші перевищує 50 ваг. 95 згаданої гідросуміші.

7. Спосіб за будь-яким з пп. З - б, який відрізняється тим, що в млин завантажують мікронаповнювач у вигляді « 5ІОо-вмісних речовин, таких як шлак доменної печі або вапняк в кількості до 80 95 від сумарної ваги З т0 мікронаповнювача, агента, що знижує вміст води, і води, що завантажується.

с 8. Спосіб за будь-яким з пп. З - 7, який відрізняється тим, що в млин завантажують агент, що знижує вміст з» води, у вигляді полімерів, таких як полімери на основі лігносульфонату, які містять нафталін або меламін, або їх сполучення в кількості до 5 95 від сумарної ваги мікронаповнювача, агента, що знижує вміст води, і води, що завантажується.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що перед вприскуванням гідросуміші в трубчастий млин агент, що Мн знижує вміст води, перетворюють в гідросуміш, яку піддають електролізу для отримання згаданого значення рн. (95) Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних б мікросхем", 2003, М 2, 15.02.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і (се) 20 науки України. ІЧ е) Ф) іме) 60 б5