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Procédé de fabrication de ciment de haute valeur ayant des ré- sistances à la traction initiales élevées.
Il est connu, dans la fabrication du ciment, d'utiliser des agents de correction,en vue de compenser la compensation variable des constituants bruts principaux du ciment ou en vue de donner des propriétés déterminées au ciment, comme par exem- ple d'obtenir un ciment résistant à l'eau de mer ou à d'autres eaux à action destructrice.
Comme agents de correction de cette nature, on a utilisé des oxydes de fer ou de manganèse sous forme de minerais de fer, de déchets de gravier, de bioxyde de manganèse, etc....
Par l'addition de ces matières déterminant les facteurs
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hydrauliques - fer et manganèse - on a la possibilité de fa- briquer du ciment de haute valeur, étant donné qu'il a été prouvé que la formation des agents minéraux susceptibles de donner de la résistance augmente dans le klinker de ciment a- vec la teneur en oxyde de fer.
S'il est connu également que les facteurs hydrauliques fer et manganèse donnent lieu par la fu- sion partielle (concrétion) avec l'acide silicique de la fari- ne brute à la formation d'agents minéraux dans le klinker, il était néanmoins difficile d'atteindre l'action modificatrice nécessaire intensive et importante,et en même temps un degré de désagrégation élevé des différents constituants, en suppo- sant toutes les autres conditions normales, permettant d'obte- nir des quantités suffisantes de silicate tricalcique (alite).
Uniquement par la modification de la température de cuisson et du temps de cuisson on pouvait obtenir des valeurs acceptables.
Si on a également ajouté, en vue d'atteindre des proprié- tés déterminées, notamment en ce qui concerne le gonflement des agents de liaison hydrauliques, des silicates doubles, tels que du silicate de baryum et d'aluminium et du silicate de baryum et de fer, etc... des silicates ou des sulfates al- calino-terreur, de la barytine ou de la célestine, il n'était toutefois pas connu de fixer, de cette manière au prealable dans une mesure suffisante la teneur du klinker en silicate tri- calcique (alite) et en célie,
Si, conformément à l'invention, on ajoute comme agent de correction du silicate de fer ou du silicate de manganèse ou du silicate de fer et de manganèse au lieu d'oxyde de fer ou d'oxyde de manganèse ou d'oxyde de fer et de manganèse,
et de l'acide silicique on constate que l'action modificatrice des composants de la farine brute se produit plus facilement, plus rapidement et dans une mesure plus considérable, et que le de- gré de désagrégation de la farine brute devient plus élevé.Déjà
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à des températures relativement peu élevées, il se forme une quantité suffisante de silicate tricalcique et le ciment presen- te une résistance initiale particulièrement élevée.
Il est essentiel que l'agent de correction à ajouter represente un silicate du fer ou du manganèse dans le sens chimique de la combinaison du fer, du manganèse et de l'acide silicique, ana- logue au ciment qui, en réalité, est composé de combinaisons à base de silicate, sans que des impuretés chimiques quelconques de ces silicates n'existent en des quantités relativement gran- des.
Comme le fer, ainsi que l'indique Guttman, peut être rem- placé dans son action en vue de la formation du klinker par du manganèse, conformément à l'invention, les silicates de manga- nèse de même que les silicates de fer ont, conformément à l'in- vention, par rapport aux oxydes purs la même importance, Ces silicates de fer ou de manganèse ont par suite de leur nature comme combinaisons à base d'acide silicique les propriétés re- marquables exposées ci-dessus. Ils constituent, à l'examen minéralogique et pétrographique, un corps unique qui est aisé- ment susceptible de réaction.
Les silicates ont avant tout des points de fusion moins élevés que les mélanges d'oxydes et de quartz ; il peut exister néanmoins également purement au point de vue quantitatif et au point de vue chimique autant de fer ou de manganèse et d'acide silicique que par exemple dans le cas des minerais de fer indiqués ci-dessus, comme agents de correction qui constituent un agglomérat d'oxyde de fer et d'a- cide silicique. Il est ainsi possible, cunformément à l'inven- tion, de fixer au préalable de la manière la plus simple les teneurs nécessaires en silicate tricalcique et en celite sans 'devoir avoir recours à des opérations spéciales. L'opération de cuisson se simplifie et on peut régler celle-ci d'une maniè- re complète par rapport à la qualité du klinker à cuire tandis que jusqu'à présent cette exigence ne pouvait être prise en considération.
Par la possibilité d'emploi de températures re-
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lativement faibles non seulement on augmente la qualité du klin ker à cuire mais le temps de cuisson et la consommation de char- bon sont diminués. Même en augmentant la teneur en chaux, c'est à dire de manière à ce que le degré de saturation en chaux at- teigne la limite 1 (suivant Kühl) ou la limite 3 (suivant Gutt- man) en cas d'utilisation du nouvel agent de correction, la son- sommation de combustible reste relativement faible par suite de sa capacité de réaction intense, sans nuire au degre de desagré- gation de la farine ou sans qu'il soit diminué, c'est à dire que même pour une teneur en chaux élevee,
il existe par suite de masse de base contenant de la célite une quantité faible ou à peu près nulle de chaux libre non-combinée, ce qui agit à nouveau sur la qualité du klinker spécialement en ce qui concer- ne la résistance à la traction.
Comme agent de correction on peut employer, en outre, des silicates fondus ensemble, éventuellement artificiellement, dans des quantités stochiométriques, toutes les scories du pro- cédé acide Thomas-Martin, les scories de fours à puddler et les silicates naturels de fer et de manganèse, etc... La quantité de l'agent de correction nécessaire s'établit d'après la compo- sition chimique de la farine brute et cela de telle manière que la teneur habituelle en fer ou en manganèse ou en fer et en manganèse soit atteinte, c'est à dire que les différents modules devraient se trouver dans les limites normales connues jusqu'à présent.
D'une manière habituelle, on désire comme cela est bien connu, une teneur en fer qui après calcul correspond dans le klinker terminé à environ 2-6% de Fe2O3 ou de Mn2O3. on tra- vaillera normalement comme cela est connu avec environ 3-4 %.
Si, à présent, l'on ajoute à la farine brute une matière qui a la composition normale de la farine brute, c'est à dire de telle façon que les modules habituels se trouvent dans les limites ordinaires et que pour une concrétion suffisante il existe trop peu d'agent de fusion, c'est à dire de fer ou de.manganèse, par
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exemple seulement 0,5 % on peut calculer facilement combien on doit ajouter de silicate de fer ou de manganèse pour arriver à la teneur désirée en Fe203 ou en MN203 qui produit l'effet que l'on recherche dans la fabrication du klinker.
Revendications.
1/ Procédé de fabrication de ciment de grande valeur et à résis- tance à la traction initiale élevée, dans lequel on emploie dès agents de correction contenant de l'oxyde de fer et de l'acide silicique, caractérisé en ce que comme agent de correction on ajoute par mouture à la farine brute de ciment des silicates de fer ou des silicates de manganèse.
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A process for making high value cement having high initial tensile strengths.
It is known, in the manufacture of cement, to use correcting agents, in order to compensate for the variable compensation of the main raw constituents of the cement or in order to give specific properties to the cement, such as for example to obtain a cement resistant to seawater or other destructive waters.
As corrective agents of this nature, oxides of iron or manganese have been used in the form of iron ore, waste gravel, manganese dioxide, etc.
By the addition of these materials determining the factors
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hydraulic - iron and manganese - it is possible to manufacture high-value cement, since it has been proven that the formation of inorganic agents liable to give resistance increases in the cement klinker with the iron oxide content.
If it is also known that the hydraulic factors iron and manganese give rise by the partial fusion (concretion) with silicic acid of the crude flour to the formation of mineral agents in the klinker, it was nevertheless difficult to achieve the necessary intensive and substantial modifying action, and at the same time a high degree of disintegration of the various constituents, assuming all other normal conditions, allowing sufficient quantities of tricalcium silicate (alite) to be obtained .
Only by changing the cooking temperature and cooking time could acceptable values be obtained.
If one has also added, in order to achieve specific properties, in particular with regard to the swelling of the hydraulic binding agents, double silicates, such as barium aluminum silicate and barium silicate and of iron, etc ... alkaline-terror silicates or sulphates, barite or celestine, it was however not known to fix, in this way in advance to a sufficient extent the content of klinker in tri-calcium silicate (alite) and celie,
If, in accordance with the invention, iron silicate or manganese silicate or iron manganese silicate is added as a corrective agent instead of iron oxide or manganese oxide or iron oxide and manganese,
and silicic acid it is found that the modifying action of the components of the raw flour occurs more easily, more rapidly and to a greater extent, and the degree of disintegration of the raw flour becomes higher.
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at relatively low temperatures a sufficient quantity of tricalcium silicate is formed and the cement exhibits a particularly high initial strength.
It is essential that the corrective agent to be added represents an iron or manganese silicate in the chemical sense of the combination of iron, manganese and silicic acid, analogous to the cement which, in reality, is composed combinations based on silicates, without any chemical impurities of these silicates existing in relatively large amounts.
As iron, as Guttman indicates, can be replaced in its action for the formation of klinker by manganese, in accordance with the invention, manganese silicates as well as iron silicates have in accordance with the invention, in relation to pure oxides the same importance. These iron or manganese silicates have, by virtue of their nature, as combinations based on silicic acid, the remarkable properties set out above. They constitute, on mineralogical and petrographic examination, a single body which is easily susceptible to reaction.
Above all, silicates have lower melting points than mixtures of oxides and quartz; there may nevertheless also exist purely from the quantitative point of view and from the chemical point of view as much iron or manganese and silicic acid as, for example, in the case of the iron ores indicated above, as correcting agents which constitute a agglomerate of iron oxide and silicic acid. It is thus possible, in accordance with the invention, to fix beforehand in the simplest manner the necessary contents of tricalcium silicate and of celite without having to resort to special operations. The baking operation is simplified and it can be completely regulated in relation to the quality of the klinker to be baked, whereas until now this requirement could not be taken into account.
By the possibility of using temperatures re-
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relatively low not only the quality of the klin ker to be cooked is increased, but the cooking time and the consumption of charcoal are reduced. Even by increasing the lime content, that is to say so that the degree of lime saturation reaches limit 1 (according to Kühl) or limit 3 (according to Guttman) when using new corrective agent, the consumption of fuel remains relatively low owing to its intense reaction capacity, without harming the degree of disaggregation of the flour or without it being reduced, that is to say that even for a high lime content,
there is consequently a base mass containing celite a little or almost no amount of uncombined free lime, which again affects the quality of the klinker especially as regards tensile strength.
As a corrective agent, silicates fused together, optionally artificially, in stochiometric quantities, all the slags of the Thomas-Martin acid process, the slags from puddlers and the natural silicates of iron and iron may be employed. manganese, etc ... The quantity of the corrective agent required is established according to the chemical composition of the raw flour and this in such a way that the usual content of iron or manganese or iron and manganese is reached, i.e. the various modules should be within the normal limits known so far.
Usually, as is well known, an iron content is desired which after calculation corresponds in the finished klinker to about 2-6% Fe2O3 or Mn2O3. normally, as is known, you will work with about 3-4%.
If, now, a material is added to the raw flour which has the normal composition of raw flour, i.e. in such a way that the usual moduli are within the ordinary limits and that for sufficient concretion it there is too little fusion agent, i.e. iron or manganese, for example
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example only 0.5% one can easily calculate how much iron or manganese silicate must be added to arrive at the desired content of Fe203 or MN203 which produces the desired effect in the manufacture of klinker.
Claims.
1 / A method of manufacturing high value cement with high initial tensile strength, in which correcting agents containing iron oxide and silicic acid are used, characterized in that as correction iron silicates or manganese silicates are added by grinding to the raw cement flour.
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