Цементный клинкер

Цементный клинкер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Ы

С>

4:а

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5020?05/33 (22) 09.10.91 (46) 15.12.93 Бюл. No 45 — 46 (75) Гайджуров П.П: Зубарь Г.С.; Критина ИА.; Верещака В.В. (73) Новочеркасский политехнический институт им.С.Орджоникидзе (54) 4ЕМЕНТНЫЙ КЛИНКЕР (в) КЮ (и) 2004510 С1 (51) 5 C04B7 22 (5?) Изобретение относится к специальным видам цементов и может быть использовано как защитный материал от радиационного излучения. Сущность изобретения: клинкер ферритбариевого вяжущего содержит минералы, мас96: феррит бария 4701—

5261, алюмоферрит бария 297 — 35,5 и силикат бария остальное. 1 табл.

2004510

Предлагаемое изобретение относится к составам минеральных вяжущих веществ, обладающих защитными свойствами к воздействию от радиационных излучений и применяемых для изготовления защитных бетонов.

Известен бариевоэольный цемент, включающий 30 — 85% бариевого цемента и топливную золу, Недостатком его является невысокая прочность. 10

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому изобретению вяжущее, имеющее следующий -минералогический состав, мас. %:

2ВаО $!Ог — 26-30 15

2ВаО Ре20з — 55 — 63

ВаО AlzOa — 8 — 18 5 и химический состав, мас,,4:

ВаΠ— 70 — 71,29

AizO> — 2,11-6,52 20

SiO2 — 4,26 — 4,85

FezOa — 19,19 — 21.75 получаемый при температуре обжига

1400 С. Цемент, изготовленный из этого клинкера имеет предел прочности при сжа- 25 тии на 7-е сутки после эатворения водой

40 — 50 Mlle, его коэффициент массового поглощения 273 — 283. Недостатком укаэанных свойств клинкера является низкая прочность вяжущего íà его основе и высокая тем- 30 пература обжига.

Целью изобретения является повышение прочности вяжущего, полученного при более низкой температуре обжига.

Поставленная цель достигается тем, что 35 клинкер ферритбариевого вяжущего, содержащий феррит и силикат бария, содержит алюмоферрит бария и имеет следую ций минералогический состав, мас. %:

2BaO РегОз . — 47, .6-52,61

6ВАО AlzOa 2FezOa — 29,7-35,5

2ВаО $102 — Остальное

Существенные отличия заключаются в следующем: а) по химическому составу повышенным 45 содержанием FezOa; б) по минералогическому составу отсутствием ВаО АЬОз и наличием алюмоферрита 6ВаО А1рОз 2Ре20з в) обжиг производится при температуре 50

1150 — 1200 С.

Вяжущее на его основе имеет прочность на 7-у сутки после затворения водой

95-105 МПа и коэффициент массового поглощения 285. 55

Более раннее формирование клинкера ферритбариевого (ФБЦ) происходит благодаря следующим процессам, используемые в качестве сырьевых компонентов лисаковский железорудный концентрат (ЛЖРК) и красный шлам содержат FezOa не в виде а-гематита, как в пиритных огарках для прототипа, а в виде гидрогетита РюОз 4/3 НгО.

Гидрогетит при температурах 350 — 400 С разлагается с образованием тонкодисперсного а — FezOa в более реакционноспособной форме. Резкое повышение скорости подъема температур в интервале от 400 до

820 С, новый, ранее никогда не использовавшийся в подобных технологиях этап обжига, позволяет сохранить а — FezOg в реакционноспособной форме до температуры фазового перехода а — ВаСОз в P — ВаСОз при 812 С. Благодаря этому происходит вытеснение СО из ВаСОз а-гематимом с образованием 2ВаО РегОз при температурах более низких, чем температура прямого распада ВаСОз. Механизм образования других клинкерных минералов аналогичен, так как

SiOz и А!гОз также содержатся в ЛЖРК и красном шламе в гидратной форме. Более раннему завершению процесса клинкерообраэования способствует также пониженная степень насыщения клинкера СН=0,9. В целом эти процессы позволя.от не только получать качественный клинкер ФБЦ при температурах 1150-1200 С, но и способствуют качественному изменению его минералогического состава. В клинкере образуется алюмоферрит бария 6ВаО AtzOa 2Ре20з более высокоосновный по отношению к ал ю ми н и ю мине рал, чем В a0 A izOg. Н изкотемпературный синтез в твердой фазе клинкерных минералов ФБЦ приводит к высокой дефектности этих минералов и благодаря этому существенно сказывается на их гидратационной активности, Следовательно ФБЦ является качественно новым вяжущим для технологии производства вяжущих на основе соединений бария. К 7 суткам гидратации ФБЦ набирает до 90 — 95% общей прочности.

Пример 1. Для получения клинкера

ФБЦ сырьевые смеси готовят иэ технического ВаСОз, ЛЖРК и красного шлама, со

СН= 0,9; Р = 0,081, взятых в соотношениях, мас. %: ВаСОз — 70,93, ЛЖРК вЂ” 29 05, красный шлам ДАЗ вЂ” 0,01. Помол сырьевых смесей производят мокрым способом в виде шлама с влажностью — 37%, тонкость помола контролируется остатком на сите hh 008.

Он не должен превышать 3%. Шлам сушат, брикетируют и обжигают в силитовых печах с различной скоростью нагревания в различных температурных интервалах: а) с 20 до 400 С скорость подъема температура составляет 5-10 эа минуту; б) в интервале 400 †8 С скорость подъема температур 20 — 25 эа минуту;

2004510 в) в интервале 820 — 1150 С скорость подъема температур 5-10 эа минуту.

Указанные условия позволяют уже при температурах 1150 — 1200 С получать клинкер ферритбариевого цемента.

Химический состав полученного клинкера, мас. : BaO — 67,9, $102-4,04, А120з — 2,05, Ре20з — 25,33.

Минералогический состав, (см. таблицу) мас. 7ь:

2ВаО $102 — 15,64

2 В а О Ре20з — 55,21

6ВаО А120з 2Ре20з — 26,99

Полученный после обжига клинкер размалывают до удельной поверхности 3500 см /r.

Предел прочности на сжатие составляет

56 МПа.

Пример 2. Вяжущее, полученное аналогично первому, при соотношении сырьевых компонентов, мас. : ВаСОз—

70,86, ЛЖРК вЂ” 27,82, красный шлам остальное, со СН=0,9, р=0,09.

Химический состав полученного клинкера, мас. : ВаΠ— 67,79, S102 — 3,99, А!203—

2,26, Ее20з — 25,33.

Минералогический состав, мас. ..

2ВаО $102 — 15,34

2ВаО РегОз — 52,61

6ВаО А120з 2Ре20з — 29,7

Предел прочности на сжатие составляет

85 МПа, наблюдается рост прочности по сравнению с примером 1.

Пример 3. Вяжущее, полученное аналогично первому, при соотношении сырьевых компонентов, мас. : ВаСОз—

70,78; ЛЖРК вЂ” 26,47; красный .шлам — 2,75; со СН =0,9; р= 0,1.

Химический состав полученного клинкера, мас. :

ВаΠ— 67,78

Si02 — 3,93

А120з — 2,48

Ее20з — 24,82

Минералогический состав, мас, ;

2ВаО Si02 — 15,02

2ВаО Ре20з — 49,78

6ВаО А120з 2Ре20з — 32,65

Предел прочности на сжатие в 7 суток .составляет 105,4 МПа. Наблюдается рост прочности по сравнению с первым и вторым

- примером.

Пример 4. Вяжущее, полученное аналогично вышеперечисленным, при соотношении сырьевых компонентов, мас.

ВаСОз — 70,7; ЛЖРК вЂ” 25,16; красный шлам — 4,14 со СН =- 0,9, р = 0,11.

Химический состав полученного клинкера, мас, :

ВаΠ— 67,57

S 102 — 3,88

А1203 — 2,7

Ре203 — 24,56

5 Минералогический состав, мас. (,:

2ВаО S102 — 14,7

2ВаО Ее20з — 47,01

6ВаО А120з 2Ре20з — 35,54

Предел прочности на сжатие в 7 суток

10 составляет 81,3 МПа, fl р и м е р 5. Вяжущее, полученное аналогично вышеперечисленным, при соотношении сырьевых компонентов, мас. (,:

ВаСОз — 70,7

15 ЛЖРК вЂ” 25,16 красный шлам — 4,14 со СН = 0,9; р = 0,12.

Химический состав полученного клинкера, мас. :

20 Ва0 — 67,46

$102 — 3,83

А120з — 2,92

Ре20з — 24,3

Минералогический состав, мас. :

25 2BaO Sl02 — 14,38

2BaO Ре20з — 44,29

6Ва0 А120з 2Ре20з — 38,36

Прочность составляет 49,9 МПа. Как видим из приведенных данных прочность ve30 рез 7 суток твердения у ферритбариеваго вяжущего оптимального состава (пример 3 таблицы) возрастает на 52,ОО, .при снижении температуры обжига на 250 С па сравнению с прототипом, 35 Рентгеноструктурный анализ клинкеров, показал, что клинкер И- 3 (см. таблицу), обожженный в оптимальном режиме имеет наиболее дефектную структуру клинкерных минералов и благодаря этому обладает по40 вышенной гидравлической активностью.

Технология получения данного цемента предусматривает использование существующега цементного оборудования и мажет быть налажена в условиях действующих це45 ментных заводов. Вместе с тем, различия в условиях обжига и размолоспосабности полученных клинкеров, определяют существенное изменение топливо- и энергозатрат при производстве ФБЦ по сравнению с про50 иэвадством его па известному техническому решению, получаемого па технологии для портландцемента и температурой обжига 1400 С. По данным другого известного технического решения снижение темпера55 туры обжига на 70 — 100 С приводит к экономии топлива порядка 10%, а производительность печи при этом повышается на 10 — 12%. Учитывая это обстоятельство и принимая ва внимание высокую дисперность подготовленной шихты, а так2004510 же возможность использования шлама более низкой влажности, снижение температуры обжига на 200 — 250 С, нами принято увеличение производительности печного

Результаты исследований свойств полученных вяжущих.

Количество компонентов мас.7

Наименование компонентов ФБЦ

Тобж., ОС

Предел прочности на сжатие МПа че ез с

hb, и/и

15,64

55,21

26,99

15,34

52,61

29,7

15,02

49,78

32,65

14,7

47,01

35,54

14,38

44,29

38,36

28,52

10,36

60,09

56

1150

85

100

1150

102

105,4 .

76,6

1150

81,3

34,6

1150

49,6.

По прототипу

1150

50

Формула изобретения

ЦЕМЕНТНЫЙ КЛИНКЕР, включающий

2 ВаО $!Ог, 2 ВаО.РегОэ и третий минерал, отличающийся тем, что в качестве третьего минерала он содержит 6

ВаО А!гОз 2 РегОз, при следующем соотношении минералов, мас. о :

2 ВаО ЕегОз

10 6 ВаО А!гОз 2 РегОэ

2 ВаО $10г

47,01 - 52,61

29,7 - 35,5

Остальное

Составитель П.Гайджуров

Редактор Н.Семенова Техред М.Моргентал Корректор M.Òêà÷

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3375

Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

2BaO $10г

2ВаО РегОз

6ВаО А1гОз 20егОз

2ВаО $10г

2BaO РегОз

6BaO АlгОз . 2РегОз

2BaO $!Ог

2ВаО ЕегОэ

6ВаО А!гОЗ 2РегОз

2BaO SION

2BaO РегОэ

6ВаО А1гОз 2РегОз

2ВаО $10г

2ВаО РегОэ

6ВаО А1гОз 2РегОз

2ВаО SION

2ВаО РегОз

6ВаО АlгОз 2РегОз агрегата при обжиге сырьевой смеси для ферритбариевого цемента на 10-20 . (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1034348, кл. С 04 В 7/22, 1982,