Способ получения вяжущего

Способ получения вяжущего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСт(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 1749808 (6 l ) Допол пител ьпое к авт. с иид-яу (22) За я влено 27.06,78 (21) 2635722/29-33 (51)М. Кл .

С 04 В 7/36 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 по делаи изобретений к открытий (53) УДК 666.94.04 (088,8)

Дата опубликования описания 23,07.80

И. В. Глуховский, П. В. Кривенко, А. М. Коломьщев, Т. Н. Коломыцева и P.Ô.Ðóíîâà (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный тпгститут (71) Заявитель

-л., 1

- 1

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО

Изобретение относится к химии, а более конкретно — к силикатным материалам н может быть использовано в промышленности строительных материалов в качестве декоративного вяжущего. а

Известен способ получения минерального гидравлического вяжущего, например белого портландцемента, путем спекания шихты при температуре клинкерообразования. Получение такого цемента связано с высокотемпературным, обжигом (1450-1600 С), в процессе которого синтезируются определенные безводные минералы, способные проявлять вяжущие свойства при затворении их водой, а также с необходимостью отбеливания клинкера после его спекания (1).

Недостатком известного способа получения вяжущего белого цвета является высокая температура обжига и необходимость использования кондиционного, свободного от красящих окислов, сырья (например, беложгущихся

> глин и пр). Это связано с тем, что высокая температура обжига клинкера создает условия, при которых происходит восстановление оксида железа до закнсн или даже до металлического железа, сообщающего готовому продукту серый цвет. При медленном охлаждении в окислительной среде возможно обратимое изменение закиси в оксид, что вызывает окрашивание поро|пка в кирпично-красный цвет. В связи с этйм содержание красящих окислов в клинкере строго ограни швается, например, количество окспда железа не должно превышать 0,35-0,45%. !

Наиболее близким по технической сущности

1 и достигаемому результату является способ получения вяжущего, включающий с1штез гндратов кальция путем перемешивания и тепловлажностной обработки с последующим обезвоживанием (21.

Недостатком этого способа является необходимость использования чистого сырья, так как низкая температура гидротермальной обработки смеси (50-80 С) не создает условий, при которых красящие оксиды могли бы связываться в гидроснликаты и терять свои красящие свойства. Кроме того, высокая температура обезвоживания синтезпроватпгых гидросиликатов (700800 С) приводит к косстановлению тех красящих оксидов, которые находились в связан9808 степени стабильности структуры исходного сырья и количества присутствующих. в нем красящих оксидов.

Вследствие того, что вяжущее представляет собой частично дегидратированный гидросилнкат кальция аформной нли нестабильной кристаллической структуры, оно обладает уникальными свойствами, так как сочетает в себе как гидратационные гидравлические, так н контактноконденсационные свойства. Эти свойства реализуют в зависимости от вида и назначения изготавливаемых изделий.

В случае использования вяжущего как гидратационного технология изготовления изделий на его основе ничем не отличается от традиционной на основе белого портландцемента. Синтез водостойкого, прочного камня определяется

% протекающими при эатвореннн вяжущего водой процессами гидратации частично обезвоженных гидратных соединений кальция с образованием в затвердевшем камне ниэкоосновных гидроснликатов кальция и т. и.

Прн использовании предлагаемого вяжущего в качестве контактно-конденсационного изделия приобретают прочность и водостойкость в момент формования.

Со временем, в обоих случаях, прочность изделий растет, т. к. на процессы гндратации порошкообраэного вещества вяжущего налагаются процессы стабилизации его структуры.

Пример 1. К 88 вес% нефелинового. шлама Ачинского глиноземного завода, представленного в основном Сэ$ с содержанием

35 красящих окислов Ре Оэ+ MnO = 3,8 вес.%, добавляют 12 вес.% СаО нз расчета связывания свободного SiOg н А1эОэ в стехиометрическом соотношении 2:1 и смешивают с водой прн

В/Т-5 в шаровой мельнице в течение 1 ч

4О до достижения удельной поверхности, равной

2900 см /г по ПСХ-2. Затем шлам помещают в автоклав с мешалкой н при непрерывном юремешивании подвергают тепловлажностной обработке при 200 -300 С в течение 4-х ч.

После автоклавирования шлам обезвожнвают цо 16 вес,% и обжигают в муфельной газовой печи при 650 С в течение 2-х ч. Количество удаленной воды, определенное по термогравиметрической кривой на дернватографе системы

Паулик (ВНР) составляет 90 вес.% от связанной при гидратацни. Коэффициент яркости вяжущего, определенный по отношению к белизне молочного стекла-тина МС-14, полученного иэ смеси, автоклавированной прн 200 С, составляет 73%, а при 300 С вЂ” 90%, Чспьпа55 ние вяжущих проводится двумя способами: первый из ннх — по аналогии с традиционными ,бетонами заключался в изготовлении образцов размеров ЗхЗхЗ см нз теста нормальной густо3 74 иом виде в исходном сырье и не влияли после (Энтеза на цвет массы, а после полного обезво живаиие ухудшают белизну. И даже в случае использования чистого сырья нельзя по известному способу получить белый цемент высокого качества, так как его минералогический состав определяется в основном белитом Сэ$, который значительно снижает белизну.

Цепь изобретения — снижение температуры обжига и расширение сырьевой базы за счет использования сырья с повышенным содержанием красящих оксидов.

Эта цель достигается тем, что в способе . получения вяжущего, включающем синтез тидратов кальция путем перемешивания и тепповлажностной обработки с последующим обезвоживанием, синтез гидратов кальция осуществляют при 105-300 С, а обезвоживание проводят при 200-650 С до удаления 50-90 вес. связанной воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Кремнеэемсодержащий силикатный компонент и известь, взятые в определенном стехиометрическом соотношении, или соединения кальция типа силикатов, алюминатов, алюмосиликатов или их смеси перемешивают в шаровой мельнице с водой при В/Т = 2 — 10 до удельной поверхности 1000-5000 см /г по ПСХ-2. Затем смесь помещают в автоклав и при постоянном перемешивании подвергают тепловлажностной обработке нри 105-300 g до связывания извести в гидраты или гидратации соединений кальция. Полученный шлам отфильтровывают до влажности 5-,20 вес.% и подвергают обезвоживанию при 200-650 С до удаления 5090 вес.% связанной воды, которая определяется по измерению потерь при прокаливании нли по термогравиметрической кривой, Полученный юсле обжига белый днсперсный продукт представляет собой частично дегидратированный гидросиликат,, обладающий гидравлическими вяжущими свойствами. Отбеливание смеси происходит за счет связывания красящих оксидов в твердые растворы прн автоклавной обработке в интервале 105-300 С. Например, ионы яелеза могут внедряться в кристаллическую решетку гидросилнкатов кальция (Fe-замещение)

При частичном обезвоживании гидросиликатов в условиях низких температур 200-650 С существенной перестройки нэ решетки, которая бы способствовала восстановлению красящих оксидов, не происходит. В связи с этим белизна полученного продукта не изменяется. В качестве исходного сырья для получения предлагаемого вяжущего могут быть использованы опока, трепел, песок, супеси, легкие и тяжелые суглинки, а также отходы промышленных производств, например, нефелиновый шлам, Параметры тепловлажностной обработки и последующего об4 жига шлама определяются в зависимости от

749808 ты, а второй — в изготовлении контактно-кон- . денсационных образцов из пресс — порошка, доведенного до влажности 18 вес.%, путем прессования при давлении 400 кгс/см .

Образцы, изготовленные по первому способу, приобретают водостойкость через 3 сут. хранения в естественных условиях, по второму — сразу в момент прессования.

Пример 2. 65,12 вес.% окиси кальция смешивают с 34,86 вес.% лессовидной супесй !О

Киевского месторождения с содержанием

Fe 0 около 3,5 вес.%, взятых из расчета стехиометрического соотношения С: S = 2, и с водой при В/Т = 1, измельчают в шаровой мельнице до достижения удельной поверх- д ности,. равной 3000 см /г по ПСХ-2, затем добавляют воду с доведением В/Т до 2 и шлам подвергают тепловлажностной обработке при 173 С при непрерывном перемешивании в течение 8 ч. После такой обработки компоненты полностью прореагируют с образованием соответствующих гидратов. Обезвоженный до

16 вес.% шлам обжигают в муфельной печи

6 при 600 С в течение 1,5 ч. Количество удаленной воды, определенное по термогравиметричес кой кривой, составляет 84 вес.% от связанной при синтезе. Коэффициент яркости достигает

78%, Пример 3. 60 вес.% окиси кальция смешивают с 40 вес.% опоки Николаевского месторождения с содержанием РезОз около

2 вес.% и с водой при В/Т = 1 измельчают в шаровой мельнице до достижения удельной поверхности 3000 см /г, затем к шламу добав-. ляют воду с доведением В/Т до 2 и смесь тюдвергают тепловлажностной обработке при о

105 С до полного связывания извести. После этого шлам обеэвоживают до 10 вес.% и подвергают термической обработке при 200 С в течение 6 ч. Количество удаленной воды, определенное по термогравиметрической кривой, составляет 50 вес.% от связанной при синтезе.

Испытание образцов проводится таким же обра. зом, как и в примере 1.

Результаты испытаний представлены в таблию 4

С ) о

Ch О

1 о„

o" О„

EA

< 4 о

Ю о

< 3

° 4 ю о о

С

° Ф

СЭ

И

° ь

749808

Ch ф о о о

m oo

° « ° еЧ!

1 о сп р

ЮЙ Ю

Г ) Се

8 8!

I

I

I !

1

I

1 !

I

I

1

I

I ! !

1

1. I

Составитель А. Кулабухова

Техред M. Кузьма . Корректор М. Пожо

Редактор Т. Киселева

Заказ 4420/6 Тираж 671

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Ф

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

9 749808 10

Из приведенных примеров видно,, что пред- ния и тепловложностной обработки с последуюлагаемый способ позволяет упростить техноло- щим обезвоживанием, о т л и ч а ю щ и Й ический процесс производства вяжущего бла- с я тем, что, с целью снижения температуры подаря снижению температуры обжига, расши- обжига и расширения сырьевой базы за счет рить сырьевую базу получения белых цементов использования сырья с повышенным содержа5 за счет использования некондиционного сырья с нием красящих оксидов, синтез гидратов кальповышенным содержанием красящих оксидов, ция осуществляют при 105-300 С, а обезвоживаа также расширить диапазон его свойств за ние проводят при 2D0-650 С до удаления 50-90 o счет получения вяжущего, обладающего как связанной воды. гидратационными, так и контактно-конпенсаци- щ Источники информации, «онными свойствами. принятые во внимание при экспертизе

1. Бутт Ю. М. и др. Технология вяжущих

ФОРмУла изобРетениЯ веще, . М. -Вы,м школа- 1965, с. 498.

Способ получения вяжущего, включающий 2. Авторское свидетельство СССР N 541814, синтез гидратов, кальция путем их перемешива- 5 кл. С 04 Ь 7/38, 1974,