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Procédé de fabrication de produits contenant un liant, durcis à la vapeur, à partir de résidus de l'industrie de la soude .
L'invention concerne un procédé de fabrication de produits contenant un liant, durcis à la vapeur, à partir de tous les résidus récupérés de l'industrie de la soude, avec addi- tion de matières riches en silice, d'eau et d'agents gonflants ou moussants.
On connaît déjà un procédé de fabrication de pro- duits contenant un liant, durcis à la vapeur, partir de chaux et d'une addition de résidus de la soude, par exemple des boues de distillation, de scories ou de cendres, et de sable; selon ce procédé, après avoir préparé le mélange, on moule à la presse des ébauches qui sont soumises à un traitement préalable de 10 à 12 heures à la chaleur sèche et qui sont ensuite durcies
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sous pression de vapeur pour formerllas pierres al i '.délies.
On connaît également un pà:>édé de fabrj{ %ion de pier- res artificielles poreuses, durcies {(la vapeur, à .)t.rtir de mé- langes finement broyés de chaux de h'9 xte .qua.itéa ; veinée et non éteinte, à forte teneur en ca0,e'; de matières 0 , de pierres riches en silice, avec de l'eau et un métal pulvéi,) Jt qui, en mélange, provoque un dégagement de gel:, l'extincti, de la chaux et, simultanément, le durcissement de,la masse a1n1 rparée étant retardés par addition d'une matière si11catée ratable, finement broyée, par exemple du ciment Portland, ou se matière silicatée soluble dans l'eau, par exemple du verre a Ihble, en combinaison avec une matière sulfatée, de façon à ma1':nir la consistance du mélange la plus favorable à la formati\ e pores.
"A la masse obtenue, on ajoute la matière silicate .fin' \ mt broyée \"!. en une quantité ali.nnt de 3 à 20% en poids des constituas secs et la solution aqueuse de silicate du mélange en une qualité al- lant de 3 à 5 litres de verre soluble d'un poids spéc1,fiq\ de 1,34. à 1,38 g/cm3. La matière sulfatée, s'il s'agit de sulface de calcium, est ajoutée à raison d'au moins 10% de la quantité do matière silicatée hydratable finement broyée, une partie de cette matière étant ajoutée sous forme de sulfate alcalin.
On a également déjà décrit un procédé de fabrication de produits contenant un liant, avec traitement à la vapeur sous pression, selon lequel on mélange des sous-produits contenant du carbonate de calcium, par exemple des sous-produits de l'in- dustrie de la soude, avec des activeurs sous la forme de matiè- res hydratables et/ou hydratées riches en silice, do même qu'avec de l'eau et des agents gonflants,la proportion d'incuits et de surcuits (chaux lenticulaire) étant d'au moins 70% du mélange total, pour au moins 8, et de préférence, 11 à 17% de chaux libre.
La fabrication de ces produits contenant un agent liant se fait dans des moules verticaux, c'est-à-dire dressés de champ, dans
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lesquels le niveau du mélange total pâteux versé est d'au moins
32 cm. Le durcissement hydrothermique se fait en autoclaves verti- caux.
. Le procédé connu décrit'en premier lieu, selon lequel on emploie une addition de résidus de la soude sous forme de boues do distillation, de scories ou de cendres, avec addition de sable, a pour inconvénient que tous les résidus provenant de l'industrie de la soude ne peuvent pas être transformés en liants.
De plus, il faut aussi ajouter de la chaux calcinée de haute qua- lité.
Avant le durcissement à la vapeur sous pression, il faut comprimer la matière en la soumettant à une pression éle- vée et il faut soumettre les ébauches à un traitement préalable de 10 à 12 heures à la chaleur sèche. Ce procédé est relativement compliqué et, par suite, non économique. De plus, on doit disposer de presses lourdes, ce qui n'est pas toujours possible. Non seule- ment le traitement préalable à la chaleur sèche est long mais enco- re il exige une consommation d'énergie considérable et une dépense supplémentaire sur le plan technique.
La fabrication de produits de grande dimension contenant un liant, par exemple de la hauteur d'un étage de bâtiment et plus, suivant ces procédés, connus, est très onéreuse à cause de la forte compression nécessaire du maté- 'riau, qui implique l'emploi de presses lourdes et d'un grosoutillage.
Le second procédé connu décrit ci-dessus pour la fabrication de pierres artificielles poreuses durcies à la vapeur à partir de mélanges finement broyés de chaux calcinée non éteinte, de haute qualité, avec une forte teneur en CaO, par addition de matière ou de pierre riches en silice, d'eau et d'un métal pulvé- rulent, ne permet absolument pas la transformation de résidus de l'industrie de la soude. La nécessité d'ajouter de la chaux calcinée le haute qualité constitue également un inconvénient.
La prop'ion relativement élevée de quartz en poudre qu'il faut prévoir , . ourdit le mélange et, pour obtenir la faible densité
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apparente voulue, on doit faire intervenir une plus grande quantité d'agents gonflants.La proportion accrue de quartz en poudre reste , cependant désavantageuse sous un autre rapport.
Lorsqu'il s'agit de fabriquer des produits contenant un liant qui ont une grande hauteur, par exemple la hauteur d'un étage ou plus, le silicate lourd a toujours tendance à sédimenter dans le mélange pâteux total. Si ceci se produit malgré la plus forte addi- tion d'agents gonflants, la résistance du produit fini varie aux diffé- rents niveaux de sa section transversale. Une trop forte addition d'agents gonflants a d'ailleurs d'autres conséquences désavanta- geuses, bien connues du spécialiste. De plus, les additions de verre soluble fortement concentré, de sulfate de calcium et de sulfate alcalin qu'impose ce procédé sont onéreuses.
Les spé- cialistes connaissent suffisamment les effets préjudiciables du gypse, en cette quantité, sur le produit fini, en ce qui concerne le risque de retrait ou d'allongement.
Le grand nombre des composants néoessaires à trans- former rend également ce procédé relativement compliqué et non économique.
Le procédé décrit plus haut pour la fabrication de produits contenant un l i a n t durcis à la vapeur permet en fait une transformation d'incuits et de surcuits et de matières solides du même genre provenant des résidus de l'industrie de la soude, qui représentent le constituant principal. Le quartz en poudre et les agents gonflants n'interviennent qu'en quantités relativement faibles et l'on peut fabriquer dans des moules verticaux,dressés de champ dans des autoclaves verticaux,des produits contenant un liant qui ont la hauteur d'un étage et plus, avec une densité appa- rente de 0,75 à 0,9.
Mais dans l'industrie de la soude, les sous-produits ne se présentent pas seulement sous la forme de ces matières solides mais également, en des quantités beaucoup plus élevées, . sous forme de boues de distillation. Ces boues de distillation
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sont lavées dans des bassins spécialement agencés à cet effet. Dans ces bassins, le dépôt de abonne qualité perd de plus en plus de son utilité agricole. Le procédé connu décrit en premier lieu permet en fait également une transformation des boues de distillation. Dans la pratique, il ne peut toutefois pas être appliqué à grande échelle étant donné les inconvénients cités.
Les constituants solides pou- vant être extraits des. boue s de distillation conviennent cependant particulièrement bien pour la fabrication de produits contenant un liant durcis à la vapeur, en raison de leur poids sen- siblement plus léger que celui des incuits et des surcuits et en raison de leur moindre compacité.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication de produits contenant un liant durcis à la vapeur qui permet de transformer tous les résidus provenant de l'industrie de la soude qui ne pouvaient l'être complètement jusqu'ici, tels que les incuits et les surouits e. t 1 e s boues s d e distillation, en mélange aveo des matières riches en silice, sans addition de chaux vive, de gypse et de sulfate alcalin. On épargne simultané- ment le temps nécessité dans les procédés connus par l'épaissis- sement et le séchage préalable mais on maintient le procédé aven-. tageux de durcissement forcé.
La proportion de chlorure de calcium (CaCl2) contenue en quantité relativement grande dans les boues de distillation doit, à cause de ses effets préjudiciables connus sur les produits finis (efflorescences), être réduite à une quantité minime, tout à fait inoffensive. De plus, on ne doit plus procéder à l'enlèvement de "moisissures" apparaissant au-dessus du moule.
A cet effet, suivant l'invention, on ajoute les solides extraits des boues de distillation de l'industrie de la soude et les matières riches en silice, telles que le quartz en poudre, à des mélanges contenant en prédominance du carbonate,de calcium, de la chaux active et des composés du calcium sous la forme de silicates bicalcique et tricalcique , ainsi que dessous- produits de l'industrie de la soude contenant de l'argile, par exemple des incuits et des surcuits.
Les solides ajoutés contien-
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nent également en prédominance du carbonate à ii ium et de la chaux active de même que du - chlorure'de caïcivm sous.Corame le . ; chlorure de calcium en quantité relativement,' provoque,comme ' on le sait,des efflorescences dans le produit f.; n procède.. sui- vant l'invention,à un lavage qui n'en laisse sÉb4;, qunmiàsàerétà/ parfaitement inoffensif. Si le produit doit être à dei* tes sollicitations et doit répondre à de rigoureuses . xvend au poir vue résistance compression tractioh.,, j de vue de la résistance la compression et la tractiéK ', µion, on peut encore, si besoin est, ajouter au mélange de faible \\an- tités de matières silioatées hydratables \ ' v ) ' exemple du ciment .
Portlandy des scories basiques de hautsU fourneaux et l'équivalent, pour éviter les variations de la µ/% .lité du produit fini qui résulteraient de la teneur variée j, 1) . chaux libre adhérant aux inouits et aux surouits. ' Tour@fois, contrairement à ce qui se passe dans les procédés connus, on n'ajoute pas, suivant l'invention, de chaux vive. On remplaoe celle-ci par les résidus provenant de l'industrie de la soude et contenant des composés de chaux active et de calcium, par exemple des incuits et des surcuits et l'équi- valent. La proportion de chaux active (CaO) adhérant aux incuits et aux surcuits est d'environ 5 à 6%. Leur constituant principal est le carbonate de calcium. Ils contiennent en outre des compo- sés de calcium supérieurs, tels que les silicates bicalcique et tricalcique et,en outre,de l'argile.
La proportion de ces composés, supérieurs du calcium dépend de la teneur en kaolin de la pierre à chaux dont on a extrait la chaux vive,et de la température du procédé de calcination.
Etant donné leur faible teneur en chaux active, les incuits et les surcuits, sous la forme dans laquelle ils se présentent comme sous-produits dans l'industrie, ne conviennent pas pour la fabrication de produits c o n t e n a n t u n liant.
D'après un procédé déjà décrit pour la fabrication de produite contenant un liant durcis à la vapeur sous pression, on peut tou-
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tefois déjà ramener ces composés supérieurs inactifs du calcium , par un traitement d'hydratation, à des composés simples du cal- cium, la teneur en chaux active étant ainsi élevée à un pourcen- . tage suffisant pour la fabrication des produits contenant un liant et la résistance à la compression etàlatraction-flexion désirée étant obtenue. Cette hydratation se fait, comme on le sait, par broyage des incuits et des surcuits mélangés à environ 45% d'eau (H20) et elle est fonction du temps.
Selon la quantité de chaux régéné- rée, il se produit un gonflement de 40 à 70%. L'opéra%ion ne se termine que dans l'autoclave. Lors de l'exécution du procédé -conforme à l'invention, on peut utiliser les inouits et les sur- cuits ainsi préparés au lieu de la chaux vive autrement employée.
Dans les boues de distillation, les solides présen- tent déjà une finesse convenable pour leur transformation. Séchées, , ces matières donnent une masse d'un volume léger, très peu compacte, qui influence efficacement la densité apparente des produits finis contenant un liant, stabilise le mélange total, exclut la sédi- mentation et réduit le risque de fissuration.
La finesse de broyage du quartz en poudre utilisé dans le procédé de l'invention correspond approximativement à celle des incuits et des surouits. Etant donné la régénération de la chaux active desincuits et des surcuits par le traitement d'hydratation, le gonflement qui en résulte, l'effet de stabili- sation des solides extraits des boues de distillation et celui de la faible addition de matières siliceuses lourdes, qui.ne vient pas en dernier lieu, on peut, selon le procédé de l'invention et tout en transformant tous les résidus provenant de l'indus- trie de la soude, fabriquer des produits contenant un liant durcie à la vapeur sous pression qui ont la hauteur d'un étage de bâtiment et plus, dans des moules verticaux dressés de champ.
Le durcis- sement dans ces moule,s n'a pas lieu dans des autoclaves horizon- , taux mais avantageusement dans des autoclaves verticaux, les moulas vides, placés debout dans l'autoclave, étant remplis d'en haut. De
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cette manière, les moules verticaux dressés de champ ne doivent plus être transportés après avoir été remplis de mélange et ne sont donc plus secoués, si bien que les silicates lourds du mélan- ge pâteux ne peuvent plus sédimenter. On obtient ainsi une tex- ture uniforme sur toute la hauteur de la section sollicitée du produit fini et, par conséquent, une amélioration de sa qualité d e p l@u s,l'économie de transport représente également un avantage au point de vue économique.
Les essais qui ont été effectués ont montré que l'on pouvait travailler selon le procédé de l'invention même à des températures de loin inférieures au point de congélation (-11 C) et qu'il n'en découlait aucun effet négatif après le durcissement à la vapeur sous pression.
L'invention est expliquée de façon plus détaillée ci- dessous, à l'aide d'un exemple d'exécution.
Les boues de distillation récupérées, qui ont environ 90% d'humidité, sont soumises à un lavage au moyen d'un filtre, d'un laveur à contre-courant ou d'un décanteur. La teneur de la boue en chlorure de calcium, qui est par exemple de 8%, est réduite par lavage à un minimum inoffensif. Les solides de fines- se suffisante qui doivent être utilisés sont emmagasinés dans un réservoir destiné à contenir la provision d'un jour et pourvu d'un agitateur. Les incuits'et les surcuits ou les autres consti- tuants non extinguibles obtenus lors de l'extinction de la chaux calcinée pour l'industrie de la soude sont séparés à l'aide d'un crible à tambour du lait de chaux obtenu, sont broyés et sont également emmagasinés dans un réservoir destiné à contenir la provision d'un jour et pourvu d'un agitateur.
On procède de même avec le quartz en poudre, qui est également emmagasiné dans un réservoir contenant la provision d'un jour, placé au-dessus de l'admission d'un tube broyeur à chambres multiples. De ces réservoirs, ces trois matières sont amenées, dosées, au tube broyeur à chambres multiples, par l'intermédiaire d'un alimenteur à palettes rotatives, avec addition de ciment, dans les proportions
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de mélange suivantes:
30 % boues de distillation
30 % incuits et surcuits
35 % quartz en poudre et
5 % ciment.
L'eau, mesurée par un débitmètre, est ajoutée à la phase de broyage jusqu'à ce qu'on obtienne une humidité totale de la matière de base de 45% maximum.
Dans le tube broyeur à chambres multiples, on pro- cède au broyage par voie humide jusqu'à ce qu'on obtienne un refus de 5 à 10% sur un tamis à 4900 mailles par cm2.
Le mélange intense de ces matières s'opère dans le broyeur à bou- lots. La pulpe ainsi obtenue arrive en chute libre, par une gou-
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lotte, dans un mal a x e u r, d " 0 Ù elle est envoyée, par une pompe centrifuge pour matières épaisses, dans un réservoir de dosage pourvu d'un agitateur etdisposé latéralement au-dessus d'un mélangeur.
Etant donné le mélange intense des matières de base qui a eu lieu dan le tube broyeur à chambres multiples, l'opéra- tion de mélange qui suit n'est que de courte durée. Ici n'ont plus . lieu que l'addition de l'agent gonflant, à savoir . 0,045% de pâte d'aluminium, qui est mélangé à de l'eau dans un petit réser- voir mélangeur et est ajouté par lots au cours du mélange, ainsi que le réglage de la teneur en humidité (45% H2O).
Le mélangeur se vide par une goulotte, le mélange tombant en chute libre dans des moules verticaux, dressés de champ et groupés. L'ensemble des moules, vides, est au préalable intro- duit dans un autoclave ou une chaudière verticaux.Au lieu du mélan- geur précité, on peut également utiliser un mélangeur à agitateur mobile, pour le déversement direct du mélange dans les moules, de sorte que ceux-ci ne doivent plus être déplacés après leur remplis- sage.
Le durcissement à la vapeur sous pression se fait ensuite de
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façon connue, suivant les directives ci-après:
2 1/2 heures de 0 à 8,5atmosphères
10 3/4 heures à 8,5 atmosphères
3/4 heure de 8,5 à 0 atmosphère
En vue de procéder à des essais sur éléments ; réduits, on fabriqua une série d'éprouvette:: prismatiques et cubi.. ques en béton léger poreux conforme à l'invention, qui accusèrent 'les résistances suivantes :
Résistances maxima à la compression:
Prisme de 4 x 4 x 16 cm : 99 kiloponds/ cm2
Cube de 10 'x 10 x 10 cm: 70 kiloponds/cm2
Cube de 20 x 20 x 20 cm:
60 kiloponds/cm2
Résistances maxima à la traction - flexions
Prisme de 4 x 4 x 16 cm: 28 kiloponds/cm2
Dans la fabrication industrielle, ces pâleurs peuvent parfaitement être dépassées.
Les éprouvettes étaientbienéquarries, bien pleines, lisses et ne présentaient aucune fissuration ni trace de désagré- gation. la densité apparente était de 0,7 à 0,8. L'analyse chimi- que indiqua que la teneur en CaO libre des éprouvettes était de 1,7%. Après séjour de 4 mois dans l'eau, les éprouvettes ne por- taient aucune efflorescence.
Une addition de cendres.est parfaitement possible mais elle ne favorise pas la transformation maximum de tous les résidus provenant de la fabrication de la soude car il y aurait d'autant moins des résidus contenant de la chaux et des composés de la chaux abondamment obtenus qui pourraient être transformés et ces résidus non transformés devraient donc être acheminés vers des terrils ou évacués dans des bassins.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Process for the production of products containing a binder, cured by steam, from residues of the soda ash industry.
The invention relates to a process for the production of steam-cured binder-containing products from all residues recovered from the soda ash industry, with the addition of silica-rich materials, water and sodium hydroxide. blowing or foaming agents.
A process is already known for the production of steam-hardened binder-containing products from lime and an addition of soda ash residues, for example still sludge, slag or ash, and sand. ; according to this process, after having prepared the mixture, blanks are molded in the press which are subjected to a preliminary treatment for 10 to 12 hours in dry heat and which are then hardened
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under steam pressure to form the stones al i '.délies.
A method is also known:> of the manufacture of porous artificial stones, hardened (by steam) from finely ground mixtures of lime of the qua.itéa; veined and not quenched, with a high content of ca0, e '; of materials 0, stones rich in silica, with water and a pulverized metal,) Jt which, when mixed, causes a release of gel :, the extincti, lime and, simultaneously, the hardening of, the repaired mass being retarded by the addition of a ratable, finely ground silicate material, e.g. Portland cement, or water-soluble silicate material, e.g. high-grade glass, in combination with a sulfated material, so as to to adjust the consistency of the mixture most favorable to the pore formatting.
"To the mass obtained is added the silicate material .fin '\ mt ground \" !. in an amount ali.nnt 3 to 20% by weight of the dry constituents and the aqueous silicate solution of the mixture in a quality ranging from 3 to 5 liters of water glass with a specific weight of 1.34 . at 1.38 g / cm3. The sulphate material, if it is calcium sulface, is added in an amount of at least 10% of the amount of finely ground hydratable silicate material, some of this material being added as alkali sulphate.
A process for the manufacture of products containing a binder, with treatment with pressure steam, according to which by-products containing calcium carbonate, for example by-products of the construction industry, have also already been described. soda, with activators in the form of hydratable and / or hydrated materials rich in silica, as well as with water and swelling agents, the proportion of incuits and overcuts (lenticular lime) being d 'at least 70% of the total mixture, for at least 8, and preferably, 11 to 17% of free lime.
The manufacture of these products containing a binding agent is carried out in vertical molds, that is to say, erected from the field, in
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in which the level of the total pasty mixture poured in is at least
32 cm. Hydrothermal hardening takes place in vertical autoclaves.
. The known process described in the first place, according to which an addition of soda ash residues in the form of distillation sludge, slag or ash, with the addition of sand, is employed, has the disadvantage that all residues originating from industry soda cannot be made into binders.
In addition, high quality calcined lime must also be added.
Before curing with pressure steam, the material must be compressed by subjecting it to high pressure and the blanks must be pre-treated for 10 to 12 hours with dry heat. This process is relatively complicated and therefore uneconomical. In addition, we must have heavy presses, which is not always possible. Not only is the pre-treatment with dry heat long, it also requires considerable energy consumption and additional technical expense.
The manufacture of large-sized products containing a binder, for example of the height of a building storey and above, according to these known methods, is very expensive because of the high compression required of the material, which involves use of heavy presses and coarse tools.
The second known process described above for the manufacture of steam-hardened porous artificial stones from finely ground mixtures of non-slaked calcined lime, of high quality, with a high content of CaO, by addition of rich material or stone into silica, water and a pulverulent metal, absolutely does not allow the transformation of residues from the soda ash industry. The need to add high quality calcined lime is also a disadvantage.
The relatively high prop'ion of powdered quartz that must be expected,. warps the mixture and, to obtain the low density
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Apparently desired, a larger amount of blowing agents must be used. The increased proportion of powdered quartz remains, however, disadvantageous in another respect.
When it comes to making binder-containing products which have a great height, for example the height of one story or more, the heavy silicate always tends to settle in the total pasty mixture. If this occurs despite the greater addition of blowing agents, the strength of the finished product will vary at different levels of its cross section. Too much addition of blowing agents has, moreover, other disadvantageous consequences, well known to those skilled in the art. In addition, the additions of highly concentrated water glass, calcium sulfate and alkali sulfate required by this process are expensive.
Specialists are sufficiently aware of the detrimental effects of gypsum, in this quantity, on the finished product, with regard to the risk of shrinkage or elongation.
The large number of necessary components to be transformed also makes this process relatively complicated and uneconomical.
The process described above for the manufacture of products containing a steam-cured binder in fact allows a transformation of incuits and overbeats and similar solids from the residues of the soda industry, which represent the constituent main. Powdered quartz and blowing agents are involved only in relatively small quantities and it is possible to manufacture in vertical molds, erected in the field in vertical autoclaves, products containing a binder which have the height of a stage and more, with an apparent density of 0.75 to 0.9.
But in the soda ash industry, the by-products are not only in the form of these solids but also, in much higher amounts. in the form of distillation sludge. These distillation sludge
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are washed in specially designed basins. In these basins, the deposit of good quality loses more and more of its agricultural utility. The known process described in the first place in fact also allows a transformation of the distillation sludge. In practice, however, it cannot be applied on a large scale given the cited drawbacks.
The solid constituents which can be extracted from. Distillation sludges are, however, particularly well suited for the manufacture of steam-hardened binder-containing products, because of their significantly lighter weight than that of incuits and overbeats and because of their less compactness.
The object of the invention is a process for the manufacture of products containing a steam-hardened binder which makes it possible to transform all the residues from the soda ash industry which could not be completely so far, such as incuits and the surouits e. t 1 distillation sludge, mixed with silica-rich materials, without the addition of quicklime, gypsum and alkali sulphate. The time required in the known processes is simultaneously saved by thickening and pre-drying, but the advanced process is maintained. Forced hardening tag.
The proportion of calcium chloride (CaCl2) contained in relatively large quantities in the distillation sludge must, because of its known detrimental effects on the finished products (efflorescence), be reduced to a minimal, completely harmless amount. In addition, it is no longer necessary to remove "mold" appearing above the mold.
For this purpose, according to the invention, the solids extracted from the distillation sludge of the soda ash industry and the materials rich in silica, such as powdered quartz, are added to mixtures containing predominantly carbonate, calcium , active lime and calcium compounds in the form of dicalcium and tricalcium silicates, as well as by-products of the soda industry containing clay, for example incuits and overcuits.
The added solids contain
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ii ium carbonate and active lime are also predominantly as well as caicivm chloride under Corame. ; Calcium chloride in a relatively quantity, as is known, causes efflorescence in the product; In accordance with the invention, the washing is carried out which does not leave sÉb4 ;, which is completely harmless. If the product must be at dei * your requests and must meet rigorous. x sells in view of resistance compression tractioh. ,, j in view of resistance to compression and tractiéK ', µion, one can also, if necessary, add to the mixture of low \\ antities of hydratable silioate materials \' v ) 'example of cement.
Portlandy of basic blast furnace slag and the like, to avoid variations in the µ /% .lity of the finished product which would result from the varied content j, 1). free lime adhering to unheard-of and surouits. 'Round @ times, unlike what happens in the known processes, is not added, according to the invention, quicklime. This is replaced by residues originating from the soda ash industry and containing compounds of active lime and calcium, for example incuits and overheating and the like. The proportion of active lime (CaO) adhering to the incuits and overcuits is approximately 5 to 6%. Their main constituent is calcium carbonate. They further contain higher calcium compounds, such as dicalcium and tricalcium silicates and, in addition, clay.
The proportion of these compounds, which are higher than calcium, depends on the kaolin content of the limestone from which the quicklime has been extracted, and on the temperature of the calcination process.
Due to their low active lime content, incuits and overcuits, in the form in which they occur as by-products in industry, are not suitable for the manufacture of products containing a binder.
According to a process already described for the manufacture of a product containing a binder cured by steam under pressure, it is always possible to
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However, already reducing these inactive higher calcium compounds, by a hydration treatment, to simple calcium compounds, the content of active lime being thus raised to one percent. sufficient stage for the manufacture of the products containing a binder and the desired compressive and tensile-flexural strength being obtained. This hydration is done, as we know, by grinding the incuits and overcuits mixed with approximately 45% water (H20) and it is a function of time.
Depending on the amount of lime regenerated, a swelling of 40 to 70% occurs. The% ion operation only ends in the autoclave. When carrying out the process according to the invention, it is possible to use the unheard-of and over-fires thus prepared instead of the quicklime otherwise employed.
In the distillation sludge, the solids already have a fineness suitable for their processing. When dried, these materials give a mass of light volume, very low compactness, which effectively influences the bulk density of finished products containing a binder, stabilizes the total mixture, excludes sedimentation and reduces the risk of cracking.
The grinding fineness of the powdered quartz used in the process of the invention corresponds approximately to that of the incuits and the surouits. In view of the regeneration of the active lime of the incuits and of the overheating by the hydration treatment, the swelling which results from it, the stabilizing effect of the solids extracted from the distillation sludge and that of the low addition of heavy siliceous materials, which does not come last, it is possible, according to the process of the invention and while transforming all the residues from the soda ash industry, to produce products containing a binder hardened by steam under pressure which are the height of a building storey or more, in vertical molds erected from the field.
The hardening in these molds does not take place in horizontal autoclaves but advantageously in vertical autoclaves, the empty molds, placed upright in the autoclave, being filled from above. Of
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In this way, the upright field mussels no longer have to be transported after being filled with the mixture and are therefore no longer shaken, so that the heavy silicates of the pasty mixture can no longer settle. In this way, a uniform texture is obtained over the entire height of the stressed section of the finished product and, consequently, an improvement in its quality of the material, the saving in transport is also an advantage from an economic point of view.
The tests which have been carried out have shown that it is possible to work according to the method of the invention even at temperatures far below the freezing point (-11 C) and that no negative effects ensue after the pressure steam curing.
The invention is explained in more detail below, with the aid of an exemplary embodiment.
The recovered distillation sludge, which has about 90% moisture, is subjected to washing by means of a filter, a back-scrubber or a settling tank. The calcium chloride content of the slurry, which is for example 8%, is reduced by washing to a harmless minimum. The solids of sufficient fine which are to be used are stored in a tank intended to contain the day's supply and provided with an agitator. The incuits' and the overheating or the other non-extinguishable constituents obtained during the slaking of calcined lime for the soda industry are separated using a drum screen from the milk of lime obtained, are ground and are also stored in a tank intended to contain the day's supply and provided with an agitator.
The same is done with the powdered quartz, which is also stored in a tank containing the day's supply, placed above the inlet of a multi-chamber mill tube. From these tanks, these three materials are brought, dosed, to the multi-chamber grinding tube, via a rotary vane feeder, with the addition of cement, in the proportions
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following mixtures:
30% distillation sludge
30% incuits and surcuits
35% quartz powder and
5% cement.
Water, measured by a flow meter, is added to the grinding phase until a total feedstock moisture of 45% maximum is obtained.
In the multi-chamber mill tube, wet milling is carried out until a 5-10% residue is obtained on a 4900 mesh per cm 2 screen.
The intense mixing of these materials takes place in the cylinder mill. The pulp thus obtained arrives in free fall, by a gou-
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monkfish, in a bad a x e u r, d "0 Ù it is sent, by a centrifugal pump for thick materials, in a dosing tank provided with an agitator and disposed laterally above a mixer.
Due to the intense mixing of the raw materials which has taken place in the multi-chamber mill tube, the mixing operation which follows is of short duration. Here no longer have. place as the addition of the blowing agent, viz. 0.045% aluminum paste, which is mixed with water in a small mixing tank and added in batches during mixing, along with adjusting the moisture content (45% H2O).
The mixer empties through a chute, the mixture falling in free fall into vertical molds, erected from the field and grouped. All the molds, empty, are first introduced into a vertical autoclave or boiler. Instead of the aforementioned mixer, it is also possible to use a mixer with mobile agitator, for the direct discharge of the mixture into the molds, so that these do not have to be moved after filling.
Pressure steam curing then takes place from
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known manner, following the instructions below:
2 1/2 hours from 0 to 8.5atmospheres
10 3/4 hours at 8.5 atmospheres
3/4 hour from 8.5 to 0 atmosphere
In order to carry out tests on elements; reduced, we manufactured a series of test specimens :: prismatic and cubic .. c in light porous concrete according to the invention, which showed the following resistances:
Maximum compressive strengths:
4 x 4 x 16 cm prism: 99 kiloponds / cm2
10 'x 10 x 10 cm cube: 70 kiloponds / cm2
Cube of 20 x 20 x 20 cm:
60 kiloponds / cm2
Maximum tensile strengths - bending
4 x 4 x 16 cm prism: 28 kiloponds / cm2
In industrial manufacture, these pallor can easily be overcome.
The test pieces were well-sized, full, smooth and showed no cracks or signs of disaggregation. the bulk density was 0.7 to 0.8. Chemical analysis indicated that the free CaO content of the test pieces was 1.7%. After staying for 4 months in water, the test pieces showed no efflorescence.
An addition of ash is perfectly possible but it does not promote the maximum transformation of all the residues from the manufacture of soda ash because there would be even less residues containing lime and lime compounds abundantly obtained which could be transformed and these unprocessed residues should therefore be sent to heaps or evacuated in ponds.
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