CZ2016507A3 - Způsob výroby belitického cementu - Google Patents
Způsob výroby belitického cementu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2016507A3 CZ2016507A3 CZ2016-507A CZ2016507A CZ2016507A3 CZ 2016507 A3 CZ2016507 A3 CZ 2016507A3 CZ 2016507 A CZ2016507 A CZ 2016507A CZ 2016507 A3 CZ2016507 A3 CZ 2016507A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mixture
- cao
- production
- cement
- belitic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby belitického cementu využitelného jako stavební materiál nebo jako složka stavebních hmot, zejména stavebních hmot určených pro obnovu historických památek.
Dosavadní stav techniky
Beht Ca2SiO4 se vyskytuje v cementech portlandského typu, u nichž je hlavní složkou alit Ca3SiO5. Je také významnou součástí historických, tzv. románských, cementů. Bělit vzniká reakcí CaO s S1O2 za vysoké teploty. V závislosti na teplotě reakce mohou vzniknout tři modifikace belitu označované α , β a γ. V případě portlandského cementu teplota při reakci přesahuje 1300 C a vzniká tak γ-belit, který je považován za neaktivní, tedy má velmi nízkou hydraulickou aktivitu (nepřispívá k pevnostem betonu). V případě výroby románských cementů je teplota kalcinace výrazně nižší, zpravidla méně než 1200 °C. Jejich součástí je proto β-belit, který je schopen reagovat s vodou (hydratovat). Součástí románských cementů také může být a -bělit, který vzniká při nejnižší teplotě. Vlastnosti stavebních hmot na bázi románských cementů a portlandských cementů se výrazně liší (mechanické vlastnosti, porozita, atd.), a proto je žádoucí obnovovat či restaurovat památky takovými materiály, jejichž složení a vlastnosti odpovídají materiálům historickým. Další výhodou stavebních hmot obsahujících bělit, ve srovnání se stavebními hmotami na bázi alitu, jsou výrazně nižší emise CO2 při jejich výrobě z důvodu nižší spotřeby vápence i nižší teploty kalcinace.
Románské cementy jsou vyráběny z vápenců obsahujících ve vhodné formě SiO2 jejich kalcinací a následným mletím. Nevýhodou tohoto postupuje použití přírodní suroviny, která musí mít pro dosažení požadované kvality specifické složení. V praxi je obtížné dlouhodobě produkovat homogenní produkt se stejnými vlastnostmi, přičemž na první pohled bývá patrné měnící se zabarvení cementu zejména v důsledku změn obsahu oxidů železa v surovině.
- 2 ~
V patentovém spisu Cžj30Ž196 je popsán způsob výroby belitického slínku, jehož podstatou je přídavek surovin obsahujících SO3 ke směsi surovin obsahujících CaO a SÍO2. Nevýhodou tohoto postupuje nutnost kalcinovat směs při teplotě vyšší než 1300 °C a přítomnost dalších fází (alit, kalciumalumináty).
Známý a publikovaný je způsob přípravy belitu hydrotermální metodou. Tato metoda je založena na dlouhodobé hydrataci směsi surovin za zvýšené teploty za vzniku prekurzoru, který je vysušen a následně vypálen. V závislosti na teplotě výpalu vzniká příslušná modifikace belitu. Výhodou postupuje možnost získat bělit s nízkým obsahem nečistot, jeho nevýhodou je velká časová, energetická a tedy i ekonomická náročnost.
Další známou možností je využít k přípravě belitu nanomateriály, například nanosiliku. Nevýhodou tohoto postupu je vysoká cena těchto surovin a jejich potenciální negativní vliv na lidské zdraví.
Publikována je také řada postupů přípravy belitu s využitím odpadních materiálů jako zdroje SiO2 i CaO, například vápenných kalů, popílků, apod. Nevýhodou těchto postupů je nízká reaktivita těchto surovin a/nebo vysoký obsah nečistot a/nebo vysoká variabilita vlastností těchto surovin a/nebo jejich nedostupnost v množství potřebném pro průmyslovou výrobu.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody alespoň z části odstraňuje způsob výroby belitického cementu, charakterizovaný tím, že se smíchá surovina obsahující CaO se surovinou obsahující amorfní siliku a tekutým alkalickým křemičitanem obsahujícím alkalický kov Me vybraný ze skupiny zahrnující draslík a sodík, vzniklá směs, obsahující 0,5 až 4,5 % hmotn. Me2O, 5 až 25 % hmotn. vody a CaO a S1O2 v molámím poměru CaO : S1O2 = 1,5 : 1 až 2,2 : 1, se ákf Spoř! kalcinuje při teplotě 900 až 1 400 °C a kalcinát se umele na částic:o střední velikosti menší než 100 pm.
Výhodný způsob výroby belitického cementuje charakterizován tím, že surovinou obsahující CaO je vápenec.
Další výhodný způsob výroby belitického cementuje charakterizován tím, že střední velikost částic vápence je menší než 20 pm.
Další výhodný způsob výroby belitického cementuje charakterizován tím, že amorfní silikou je mikrosilika vznikající při výrobě oxidu zirkoničitého.
Další výhodný způsob výroby belitického cementu je charakterizován tím, že tekutým alkalickým křemičitanem je tekuté draselné vodní sklo.
Další výhodný způsob výroby belitického cementu je charakterizován tím, že směs se před kalcinací aglomeruje.
Další výhodný způsob výroby belitického cementu je charakterizován tím, že směs se před kalcinací aglomeruje alespoň jedním způsobem vybraným ze skupiny zahrnující kompaktaci, extrudaci, tabletaci, briketaci, peletizaci a lisování do forem.
Způsob výroby belitického cementu podle vynálezu umožňuje získat belitický cement s vysokým obsahem belitu, nízkým obsahem nečistot a vysokým stupněm bělosti. Použití kapalného alkalického křemičitanu skýtá i další výhody, neboť obsahuje oxid křemičitý ve velmi reaktivní formě a také působí jako pojivo ostatních složek směsi, což snižuje prašnost při míšení směsi a umožňuje její tvarování, např. kompaktaci, tabletaci, briketaci, peletizaci, lisováním do forem, apod. Způsob výroby belitického cementu podle vynálezu využívá relativně levných surovin dostupných v dostatečném množství ve srovnání s některými ostatními známými způsoby výroby.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Míšením byly připraveny směsi amorfní siliky (silika fume), mikromletého vápence a draselného vodního skla s molámím silikátovým modulem 3,61 a obsahem vody 69,02 % hmota, v poměrech uvedených v Tabulce 1. Směsi byly manuálně dusány do kovových forem o roz <»94· »
měru 40x40x160 mm, po zaschnutí byla tělesa odformována, kalcinována při teplotě 1100 °C po dobu 8 h a kalcináty byly umlety v kulovém mlýně a analyzovány metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. Chemické složení směsí a fázové složení vyrobených belitických cementů je uvedeno v Tabulce 2.
Tabulka 1 - Složení směsí
| označení směsi | podíl ve směsi, % hmotn. | ||
| mikromletý vápenec | mikrosilika | draselné vodní sklo | |
| S1 | 58,73 | 17,27 | 24,00 |
| S2 | 59,73 | 16,27 | 24,00 |
| S3 | 60,65 | 15,35 | 24,00 |
| S4 | 61,49 | 14,51 | 24,00 |
| S5 | 62,27 | 13,73 | 24,00 |
| S6 | 62,99 | 13,01 | 24,00 |
Tabulka 2 - Chemické složení směsí a fázové složení belitických cementů ze směsí S1 až S6
| označení směsi | CaO : SiO2 | K2O | H2O | identifikované fáze |
| molámí poměr | % hmotn. | % hmotn. | ||
| S1 | 1,6 | 1,96 | 16,7 | β - bělit, rankinit |
| S2 | 1,7 | 1,96 | 16,7 | β - bělit, rankinit |
| S3 | 1,8 | 1,96 | 16,7 | β - bělit, rankinit |
| S4 | 1,9 | 1,96 | 16,7 | β - bělit, rankinit |
| S5 | 2,0 | 1,96 | 16,7 | β - bělit |
| S6 | 2,1 | 1,96 | 16,7 | β - bělit, CaO |
Příklad 2
Směsi S1 až S6 připravené podle Příkladu 1 byly lisovány hydraulickým lisem do tvaru tablet o průměru 40 mm, tablety byly kalcinovány při teplotě 1100 °C po dobu 8 h a kalcináty byly umlety v kulovém mlýně a analyzovány metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. V kalcinátech byly identifikovány tytéž fáze jako v Příkladu 1.
Příklad 3
Směs S5 připravená podle Příkladu 1 byla lisována hydraulickým lisem do tvaru tablet o průměru 40 mm, tablety byly kalcinovány při teplotách 800, 950, 1100, 1250 a 1300 °C po dobu 8 h a kalcináty byly umlety v kulovém mlýně a analyzovány metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. V kalcinátech byly identifikovány fáze uvedené v Tabulce 3.
Tabulka 3 - Fázové složení belitických cementů vyrobených ze směsi S5 za použití různých teplot kalcinace
| teplota kalcinace | identifikované fáze |
| 800 °C | β - bělit, CaO |
| 950 °C | β - bělit, wolastonit |
| 1100 °C | β - bělit |
| 1250°C | β - bělit |
| 1350°C | β - bělit, Ca2SiC>4 |
Příklad 4
Míšením byla připravena směs amorfní siliky (srážená silika), mikromletého vápence a draselného vodního skla s molámím silikátovým modulem 3,61 a obsahem vody 69,02 % hmotn. v poměru uvedeném v Tabulce 4. Směs byla lisována hydraulickým lisem do tvaru tablet o průměru 40 mm, tablety byly kalcinovány při teplotě 1100 °C po dobu 8 h a kalcinát byl umlet v kulovém mlýně a analyzován metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. Chemické složení směsi a fázové složení vyrobeného belitického cementuje uvedeno v Tabulce 5.
Tabulka 4 - Složení směsi S7
| označení směsi | podíl ve směsi, % hmotn. | ||
| mikromletý vápenec | srážená silika | draselné vodní sklo | |
| S7 | 61,54 | 14,46 | 24,00 |
Tabulka 5 - Chemické složení směsi S7 a fázové složení belitického cementu vyrobeného ze směsi S7
| označení směsi | CaO : SiO2 | K2O | H2O | identifikované fáze |
| molámí poměr | % hmotn. | % hmotn. | ||
| S7 | 2,0 | 1,96 | 17,8 | β - bělit, rankinit, CaO |
Příklad 5
Míšením byla připravena směs srážené siliky (silika fume), mikromletého vápence a sodného vodního skla s molámím silikátovým modulem 1,80 a obsahem vody 64,59 % hmotn. v poměru uvedeném v Tabulce 6. Vznikla plastická hmota, která byla kalcinována při teplotě 1100 C po dobu 8 h a kalcinát byl umlet v kulovém mlýně a analyzován metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. Chemické složení směsi a fázové složení vyrobeného belitického cementuje uvedeno v Tabulce 7.
Tabulka 6 - Složení směsi S8
| označení směsi | _ podíl ve směsi, % hmotn. | ||
| mikromletý vápenec | mikrosilika | sodné vodní sklo | |
| S8 | 63,09 | 12,91 | 24,00 |
Tabulka 7 - Chemické složení směsi S8 a fázové složení belitického cementu vyrobeného ze směsi S8
| označení směsi | CaO : SiO2 | Na2O | H2O | identifikované fáze |
| molámí poměr | % hmotn. | % hmotn. | ||
| S8 | 2,0 | 3,06 | 15,5 | β - bělit, Na2CaSiO4 |
Příklad 6
Míšením byla připravena směs amorfní siliky (srážená silika), hydroxidu vápenného (vápenného hydrátu) a draselného vodního skla s molámím silikátovým modulem 3,61 a obsahem » * » s a ♦ vody 69,02 % hmotn. v poměru uvedeném v Tabulce 8. Směs byla lisována hydraulickým lisem do tvaru tablet o průměru 40 mm, tablety byly kalcinovány při teplotě 1100 °C po dobu 8 h a kalcinát byl umlet v kulovém mlýně a analyzován metodou rentgenové difrakční fázové analýzy. Chemické složení směsi a fázové složení vyrobeného belitického cementuje uvedeno v Tabulce 9.
Tabulka 8- Složení směsi S9
| označení směsi | podíl ve směsi, % hmotn. | ||
| vápenný hydrát | mikrosilika | draselné vodní sklo | |
| S9 | 60,825 | 15,175 | 24,00 |
Tabulka 9 Chemické složení směsi S9 a fázové složení belitického cementu vyrobeného ze směsi S9
| označení směsi | CaO : SiO2 | K2O | H2O | identifikované fáze |
| molámí poměr | % hmotn. | % hmotn. | ||
| S9 | 2,0 | 1,96 | 16,8 | β - bělit, rankinit, CaO |
Průmyslová využitelnost
Způsob výroby belitického cementu podle vynálezu je průmyslově využitelný při výrobě belitického cementu, zejména pokud je výroba založená na kalcinaci aglomerátů.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKYZpůsob výroby belitického cementu, vyznačující se tím, že se smíchá surovina obsahující CaO se surovinou obsahující amorfní siliku a tekutým alkalickým křemičitanem obsahujícím alkalický kov Me vybraný ze skupiny zahrnující draslík a sodík, vzniklá směs, obsahující 0,5 až 4,5 % hmotn. Me2O, 5 až 25 % hmotn. vody a CaO a S1O2 v molámím poměru CaO : SiO2 = 1,5 : 1 až 2,2 : 1, se hlespoi? kalcinuje při teplotě 900 až 1 400 °C a kalcinát se umele na částice o střední velikosti menší než 100 pm.Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že surovinou obsahující CaO je vápenec.Způsob výroby podle nároku 2, vyznačující se tím, že střední velikost částic vápence je menší než 20 pm.Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že amorfní silikou je mikrosilika vznikající při výrobě oxidu zirkoničitého.Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že tekutým alkalickým křemičitanem je tekuté draselné vodní sklo.Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že směs se před kalcinací aglomeruje.Způsob výroby podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že směs se před kalcinací aglomeruje alespoň jedním způsobem vybraným ze skupiny zahrnující kompaktaci, extrudaci, tabletaci, briketaci, peletizaci a lisování do forem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-507A CZ2016507A3 (cs) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Způsob výroby belitického cementu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-507A CZ2016507A3 (cs) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Způsob výroby belitického cementu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306912B6 CZ306912B6 (cs) | 2017-09-06 |
| CZ2016507A3 true CZ2016507A3 (cs) | 2017-09-06 |
Family
ID=59772206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-507A CZ2016507A3 (cs) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | Způsob výroby belitického cementu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2016507A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308159B6 (cs) * | 2019-05-02 | 2020-01-29 | Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. | Pojivo β-belit-metakaolinit-vápenný hydrát |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11292578A (ja) * | 1998-04-06 | 1999-10-26 | Hisamitsu Tsuyuki | ビーライトスラグ |
| RU2237628C1 (ru) * | 2003-03-31 | 2004-10-10 | Юдович Борис Эммануилович | Способ изготовления белитового портландцементного клинкера с пылеподавлением при его обжиге и цемент на основе этого клинкера |
| SK288177B6 (sk) * | 2009-02-27 | 2014-04-02 | Považská Cementáreň, A.S. | Portlandský cement |
| CZ303296B6 (cs) * | 2009-03-16 | 2012-07-18 | Výzkumný ústav stavebních hmot a.s. | Belitický slínek a zpusob jeho výroby |
-
2016
- 2016-08-22 CZ CZ2016-507A patent/CZ2016507A3/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308159B6 (cs) * | 2019-05-02 | 2020-01-29 | Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. | Pojivo β-belit-metakaolinit-vápenný hydrát |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306912B6 (cs) | 2017-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2513572C2 (ru) | Гидравлическое вяжущее на основе сульфоглиноземистого клинкера и портландцементного клинкера | |
| TWI478891B (zh) | Expandable material and its manufacturing method | |
| CN107721214A (zh) | 一种高铁铝酸盐‑贝利特‑硫铝酸盐水泥熟料及其制备方法 | |
| CA3059011A1 (en) | Composite cement and method of manufacturing composite cement | |
| US8268071B2 (en) | Sulfoaluminous clinker and method for preparing same | |
| US11111179B2 (en) | Non-fired monoliths | |
| WO2013023732A2 (de) | Ternesit als anreger für latent-hydraulische und puzzolanische materialien | |
| CN106116189B (zh) | 一种无熟料锂渣复合胶凝材料 | |
| CN102515590B (zh) | 一种赤泥直接浆液配料生产硫铝酸盐水泥的工艺 | |
| JP6311485B2 (ja) | 高炉スラグ微粉末の製造方法および高炉セメントの製造方法 | |
| CN109369044A (zh) | 一种硫铝酸盐水泥及其制备方法 | |
| CN109942211A (zh) | 一种提高石膏-矿渣水泥早期强度的方法 | |
| KR100313709B1 (ko) | 제강 슬래그를 이용한 속경성 클링커 및 시멘트의 제조방법 | |
| CN110997591A (zh) | 制造水泥的方法 | |
| CZ2016507A3 (cs) | Způsob výroby belitického cementu | |
| CN102745919A (zh) | 一种尾矿微粉硅酸盐水泥的制备方法 | |
| WO2016202449A1 (de) | Anreger mit niedrigem ph-wert für klinkerersatzmaterialien | |
| KR101306182B1 (ko) | 순환골재를 함유한 친환경 호안블록 결합재 조성물 | |
| JP2011111376A (ja) | 膨張材クリンカの製造方法 | |
| Lee et al. | Physical and Chemical Properties of Cement Mortar with Gamma-C 2 S | |
| US20220017414A1 (en) | Method for manufacturing a hydraulic binder | |
| Bensted | Gypsum in cements | |
| US11518713B2 (en) | Use of a clay in the preparation of a geopolymer precursor | |
| Bonilla et al. | Study of pozzolanic properties of two sugarcane bagasse ash samples from Honduras | |
| Najafi et al. | Fast set and high early strength cement from limestone, natural pozzolan, and fluorite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220822 |