CZ84396A3 - Mixture for refractory purposes - Google Patents
Mixture for refractory purposes Download PDFInfo
- Publication number
- CZ84396A3 CZ84396A3 CZ96843A CZ84396A CZ84396A3 CZ 84396 A3 CZ84396 A3 CZ 84396A3 CZ 96843 A CZ96843 A CZ 96843A CZ 84396 A CZ84396 A CZ 84396A CZ 84396 A3 CZ84396 A3 CZ 84396A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- mixture
- clinker
- group
- substances
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/1018—Gypsum free or very low gypsum content cement compositions
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká směsi pro žárovzdorné účely, jejímž základem je křemičitanový slínek.The invention relates to a mixture for refractory purposes based on silicate clinker.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pro žárovzdorné účely je používán převážně hlinitanový cement a použití křemičitanového (portlandského) cementu pro tyto účely je velmi omezené. Mezi faktory, které omezují použití běžného portlandského cementu v žárobetonech, patří negativní vliv sádrovcovcového regulátoru tuhnutí na žárové vlastnosti portlandského cementu a také možnost velmi destruktivní zpětné hydratace volného CaO po výpalu žárobetonu. Vlastnosti běžného portlandského cementu se pro užití v žárobetonech zlepšují náhradou sádrovce jiným regulátorem tuhnutí a přídavkem jemně mletých látek obsahujících S1O2 či 0^03, které váží vznikající CaO při výpalu, přičemž k částečné stabilisaci portlandského cementu v žárobetonech dochází již při použití běžných kameniv, například šamotu nebo páleného lupku, která množství volného CaO po výpalu snižují.For refractory purposes, mainly aluminous cement is used and the use of silicate (Portland) cement for these purposes is very limited. Factors limiting the use of conventional Portland cement in refractory concrete include the negative influence of gypsum solidification regulator on the heat properties of Portland cement and the possibility of very destructive rehydration of free CaO after firing of the refractory concrete. The properties of conventional Portland cement are improved for use in refractory concrete by replacing gypsum with another solidification regulator and by the addition of finely ground substances containing S1O2 or 0 ^ 03, which bind the resulting CaO at firing, with partial stabilization of Portland cement in refractory concrete already using conventional aggregates, fireclay or burnt flake, which reduce the amount of free CaO after firing.
Z literatury je znám bezsádrovcový portlandský cement, který dosahuje relativně vysokých pevností i při vyšších teplotách, viz na příklad článek Škvára F., Pekárek L, Velička: The Gypsum-free Portland Cement Hydration and Thermal Properties, Proceedings 8th ICTA Conf., Bratislava 1985, Vol.2., str. 591-596. Vlastnosti a složení směsí na základě bezsádrovcového portlandského cementu jsou také známy z patentové literatury. Je známo z US 3,689,297 (Brunauer) složení volně tekuté expandující cementové kaše, malty či betonu, založené na semletém cementářském slínku s měrným povrchem 600 až 900 m^/kg, který obsahuje nejméně 0,002 dílu mlecí přísady a nejméně 0,0025 dílu alkalického ligninsulfonanu nebo ligninsulfonanu alkalických zemin nebo sulfonovaného ligninu a nejméně 0,0025 dílu alkalického uhličitanu, přičemž vodní součinitel je v rozmezí 0,20 až 0,28. Jako mlecí přísada je specifikována látka s polárními i nepolárními skupinami v molekule.Gypsum-free Portland cement is known from the literature, which achieves relatively high strengths even at higher temperatures, see, for example, the article by Škvára F., Pekárek L, Velička: The Gypsum-free Portland Cement Hydration and Thermal Properties, Proceedings 8th ICTA Conf., Bratislava 1985 , Vol. 2, pp. 591-596. The properties and composition of the gypsum-free Portland cement mixtures are also known from the patent literature. It is known from US 3,689,297 (Brunauer) a composition of a free-flowing expanded cement paste, mortar or concrete based on a ground cement clinker having a specific surface area of 600 to 900 m @ 2 / kg containing at least 0.002 parts grinding additive and at least 0.0025 parts alkaline ligninsulfonate or an alkaline earth lignin sulphonate or a sulphonated lignin and at least 0.0025 parts of alkali carbonate, the water coefficient being in the range of 0.20 to 0.28. A substance with polar and non-polar groups in the molecule is specified as a grinding additive.
Dále z US 4,168,985 (Kolář,Škvára) je známo složení pojivá na bázi cementu sestávající se z cementu s měrným povrchem 250 až 300 m2/kg, který obsahuje 5 až 95% částic menších než 5 pm, nejméně 0.0025% hm. sloučeniny ligninu, 0.001 až 8% hm. soli alkalického kovu a 0.05 až 80% hm. záměsové vody. Z US 4, 551,176 (Škvára a další) je známo složení rychle tuhnoucího pojivá na bázi cementu s měrným povrchem 150 až 300 m2/kg, obsahující 5 až 95% hm. částic menších než 5 pm, 0.1 až 5% hm. ve vodě rozpustného sulfometylovaného kondenzátu s formaldehydem dotovaným trojmocnými kationty, a 0,1 až 10% hm. sloučeniny alkalického kovu, na příklad alkalického hydroxidu, uhličitanu, hydrogenuhličitanu nebo křemičitanu.Further, US 4,168,985 (Kolar, Slag) discloses a cementitious binder composition consisting of cement having a specific surface area of 250 to 300 m 2 / kg containing 5 to 95% particles smaller than 5 µm, at least 0.0025% by weight. lignin compound, 0.001 to 8 wt. % alkali metal salt and 0.05 to 80 wt. mixing water. U.S. Pat. No. 4,551,176 (Slag et al.) Discloses a fast setting cementitious binder having a specific surface area of 150 to 300 m 2 / kg, containing 5 to 95 wt. 0.1 to 5 wt. % water soluble sulfomethylated condensate with trivalent cation-doped formaldehyde, and 0.1 to 10 wt. alkali metal compounds such as alkali hydroxide, carbonate, bicarbonate or silicate.
Z US 5,076,851 (Škvára a další) je známo složení směsného pojivá, obsahující 60 až 96.7% hm. slínku portlandského cementu semletého na měrný povrch 350 až 550 m2/kg a 3 až 40% hm. latentně hydraulické látky, jako je granulovaná vysokopecní struska, popílek a pod., kde tyto dvě látky jsou semlety za přítomnosti 0,01 až 0,1% hm. mlecí přísady, 0 až 20% hm. amorfního S1O2, 0,1 až 3% hm. sulfonovaného polyelektrolytu například sulfonovaného polyfenolátu, ligninsulfonanu, a 0.5 až 6% hm. alkalického uhličitanu, hydrogenuhličitanu, hydroxidu.It is known from US 5,076,851 (Slag et al.) That a mixed binder composition containing 60 to 96.7 wt. Portland cement clinker ground to a specific surface area of 350 to 550 m 2 / kg and 3 to 40 wt. latent hydraulic substances, such as granulated blast furnace slag, fly ash, and the like, wherein the two substances are ground in the presence of 0.01 to 0.1 wt. grinding additives, 0 to 20 wt. % amorphous SiO2, 0.1 to 3 wt. % of sulfonated polyelectrolyte, for example sulfonated polyphenolate, lignin sulfonate, and 0.5 to 6 wt. alkali carbonate, bicarbonate, hydroxide.
Z US 5,125,979 (Škvára a další) je znám způsob mletí bezsádrovcového portlandského cementu, který spočívá v mletí slínku portlandského cementu za přísady 0,01 až 0,05% hm. syntetické povrchově aktivní látky stálé v prostředí pH 9 až 12, na příklad trietanolamidu kyseliny dodecylbenzensulfonové.U.S. Pat. No. 5,125,979 (Slag et al.) Discloses a method for grinding gypsum-free Portland cement, which comprises grinding Portland cement clinker with additives of 0.01 to 0.05% by weight. Synthetic surfactants stable at a pH of 9-12, for example dodecylbenzenesulfonic acid triethanolamide.
Z A.O. 238,713 (Škvára a další) je známa žárovzdorná hmota pro vyzdívky, zejména monolitické vyzdívky metalurgických nádob, sestávající se z ostřiva na bázi například magnesit-chromu v hmotnostním množství 70 až 92% a z 8 až 30% hm. pojivá na bázi cementu, kde pojivo obsahuje 0,01 až 4,5% hm. ve vodě rozpustného derivátu ligninu, například ligninsulfonanu alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin a 0,005 až 2,25% hm. ve vodě rozpustného křemičitanu alkalického kovu popřípadě uhličitanu nebo kyselého uhličitanu alkalického kovu nebo kovu alkalických zemin, zbytek cementu tvoří cementářský slínek prostý sádrovce o měrném povrchu 220 až 1000 m2/kg. Tato žárovzdorná hmota dále obsahuje případně ve vodě rozpustný sulfonovaný produkt kondenzace fenolů s formaldehydem v množství 0.005 až 2.25% hm. cementářského slínku.AO 238,713 (Slag et al.) Discloses a refractory mass for linings, in particular monolithic linings of metallurgical vessels, consisting of a grinding material based on, for example, magnesium chromium in a quantity of 70 to 92% by weight and 8 to 30% by weight. cement-based binders, wherein the binder contains 0.01 to 4.5 wt. % of a water-soluble lignin derivative, for example an alkali metal or alkaline earth metal lignin sulfonate, and 0.005 to 2.25 wt. water-soluble alkali metal silicate or alkali metal or alkaline earth metal carbonate or acid carbonate, the remainder of the cement is gypsum-free cement clinker with a specific surface area of 220 to 1000 m 2 / kg. This refractory composition further comprises an optionally water-soluble sulfonated condensation product of phenols with formaldehyde in an amount of 0.005 to 2.25% by weight. cement clinker.
Z A.O. 253,500 (Pekárek a další) je známa žárovzdorná hmota pro výrobu porézních koncovek používaných při vhánění inertních plynů do kovové taveniny, obsahující například zirkonový písek, chrommagnesit, magnesit, šamot nebo podobná ostřiva, kde se jako pojivo použije bezsádrovcový křemičitanový rychlovazný a vysokopevnostní cement s měrným povrchem 60 až 800 m2/kg v množství 10 až 20% hm., vztaženo k ostřivu.AO 253,500 (Baker et al.) Discloses a refractory composition for the manufacture of porous endings used in blowing inert gases into a metal melt, containing, for example, zirconium sand, chrommagnesite, magnesite, chamotte or the like; with a specific surface area of 60 to 800 m 2 / kg in an amount of 10 to 20% by weight, based on the sanding material.
Toto řešení bylo zpřesněno Šaumanem a dalšími , kde byl do bezsádrovcového cementu doplněn sádrovec v množství do 0.5% hm. Vlastnosti tohoto pojivá byly uvedeny v článku Šauman Z. a kol.: Výzkum nového pojivá pro výrobu žárobetonu, Stavivo Č.4., 138-142 (1989).This solution was refined by Shauman and others, where gypsum was added to the gypsum-free cement up to 0.5% by weight. The properties of this binder were given in the article by Šauman Z. et al .: Research of a new binder for the production of refractory concrete, Stavivo No. 4, 138-142 (1989).
Společnou nevýhodou uvedených řešení jsou horší žárové vlastnosti, které dovolují přípravu žáromonolitů pro teploty v oblasti 800 až 1000°C.A common disadvantage of these solutions is inferior heat properties which allow the preparation of refractory castables for temperatures in the range of 800 to 1000 ° C.
Mezi nevýhody některých řešení patří nedostatečná stabilisace portlandského cementu při vázání CaO výhradně kamenivem.The disadvantages of some solutions include insufficient stabilization of Portland cement when binding CaO solely with aggregates.
Budnikov v knize Technologie keramiky a žárovzdorného zboží diskutuje možnost použití směsí portlandského cementu s jemnými plnivy a konstatuje, že mezi produkty hydratace portlandského cementu a jemnými plnivy při teplotách 600 °C v tuhé fázi a v tekuté fázi až při dostatečně vysokých teplotách dochází k reakci a tvorbě bezvodých křemičitanů a hlinitanů vápennatých, které podstatně zpevňují strukturu betonu.Budnikov discusses the possibility of using Portland cement with fine fillers in Ceramics and Refractory Technology, and notes that between the products of hydration of Portland cement and fine fillers at temperatures of 600 ° C in the solid phase and in the liquid phase at sufficiently high temperatures formation of anhydrous silicates and calcium aluminates which substantially strengthen the structure of the concrete.
SU 407 857 popisuje přípravu žáruvzdorného betonu z portlandského cementu, korundu, cx-oxidu hlinitého a oxidu titaničitého. I v tomto případě jde v podstatě o vazbu volného oxidu vápennatého až při výpalu s oxidem hlinitým.SU 407 857 describes the preparation of refractory concrete from Portland cement, corundum, α-alumina and titanium dioxide. In this case, too, it is essentially the binding of free calcium oxide only when fired with alumina.
Tuto podstatnou nevýhodu se podařilo odstranit v UK 2,063,240 (Mathieu).This substantial disadvantage was eliminated in the UK 2,063,240 (Mathieu).
Z UK 2,063,240 (Mathieu)je známo hydraulické pojivo, kde je míšen či mlet slínek portlandského cementu s hydratovaným AI2O3 v takovém množství, že Ca(OH)2 vzniklý reakcí portlandského slínku s vodou je vysycen hydratovaným AI2O3. Toto pojivo může dále obsahovat plastifikátory, ztekucující látky a síran vápenatý. Pojivo umožňuje přípravu žárobetonů.From UK 2,063,240 (Mathieu) a hydraulic binder is known where Portland cement clinker is mixed with hydrated AI2O3 in such an amount that the Ca (OH) 2 formed by the reaction of Portland clinker with water is saturated with hydrated AI2O3. The binder may further comprise plasticizers, liquefying agents and calcium sulfate. The binder enables the preparation of refractory concretes.
Při užití řešení podle UK 2,063,240 (Mathieu) je ale nevýhodou horší zpracovatelnost směsí, kdy je potřeba použít výrazně větší vodní součinitel a to o 20 až 50%, což je zřejmě jedním z důvodů dosažených nižších pevností při teplotáchWhen using the solution according to UK 2,063,240 (Mathieu), the disadvantage is worse workability of the mixtures, when it is necessary to use a significantly larger water coefficient of 20 to 50%, which is probably one of the reasons of lower strength at temperatures
200-1000°C, jak je patrno z příkladu provedení.200-1000 ° C, as can be seen from the exemplary embodiment.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Na základě systematické experimentální práce bylo nalezeno řešení, které dovoluje zvýšení žárovzdornosti pojivá na bázi křemičitanového slínku a odstraňuje nevýhody známých řešení.On the basis of systematic experimental work, a solution has been found which allows to increase the refractoriness of the silicate clinker binder and eliminates the disadvantages of the known solutions.
Směs pro žárovzdorné účely obsahující 22 až 94,999% hm. mletého křemičitanového slínku portlandského a/ nebo bílého cementu, vztaženo na hmotnost směsi a 5 až 77 % hm. další látky pro přípravu žárovzdorných hmot, vztaženo na hmotnost směsi, vybrané ze skupiny tvořené jemně mletou metalurgickou struskou, vysokopecní granulovanou struskou, popílkem, produkty kalcinace alumosilikátů, pucolány, žárovzdorným ostřivem a/nebo jemně mletým plnivem vybraným ze skupiny látek tvořené šamotem, dinasem, páleným lupkem a korundem, a dále 1 až 10 % hm., vztaženo na hmotnost směsi, látek na bázi AI2O3, spočívá v tom, že slínek portlandský a/ nebo bílý cement je sádrovce prostý a směs obsahuje reaktivní látky na bázi AI2O3, tvořené AI2O3, hydratovaným AI2O3 .nh^O, a/nebo bauxitem, a/nebo lateritem s velikostí částic menší než 150 pm v množství 1 až 30 % hm., vztaženo na hmotnost směsi slínku portlandského cementu a/nebo bílého cementu s reaktivními látkami na bázi AI2O3 a mlecí přísady v množství 0,001 až 2 % hm. vztaženo na hmotnost směsi slínku portlandského cenentu a/nebo bílého cementu s reaktivními látkami na bázi AI2O3.A mixture for refractory purposes containing 22 to 94.999% by weight. ground Portland silicate clinker and / or white cement, based on the weight of the mixture and 5 to 77 wt. other materials for the preparation of refractory materials, based on the weight of the mixture, selected from the group consisting of finely ground metallurgical slag, blast-furnace granulated slag, fly ash, alumosilicate calcination products, pozzolans, refractory sanding and / or finely ground filler selected from the class of and from 1 to 10% by weight, based on the weight of the mixture, of the Al2O3-based substances, is that the Portland clinker and / or white cement is gypsum-free and the mixture contains AI2O3-based reactive substances consisting of Al2O3. , hydrated Al 2 O 3, nh 2 O, and / or bauxite, and / or laterite with a particle size of less than 150 µm in an amount of 1 to 30 wt.% based on the weight of the Portland cement clinker and / or white cement blend with reactive substances based Al 2 O 3 and grinding ingredients in an amount of 0.001 to 2 wt. based on the weight of the mixture of Portland cenent clinker and / or white cement with Al 2 O 3 reactive substances.
Dále může obsahovat 0,1 až 5 % hm., vztaženo na celou směs, hydrolyzovatelné soli akalického kovu, vybrané ze skupiny, tvořené uhličitany, hydrogenuhličitany a křemičitany alkalických kovů, a 0,1 až 5 % hm., vztaženo na celou směs, ztekucující přísady na bázi anionaktivního tenzidu stálého v prostředí s pH>7 vybrané ze skupiny látek, tvořené ligninsulfonany alkalických kovů, sulfonovaným ligninem, sulfonovaným polyfenolátem, naftalensulfonanem, sulfonovaným produktem kondenzace melaminu s formaldehy, a/nebo až 20% hm. úletu SiO2 z metalurgických výrob a/nebo 0,1 až 5 % hm. regulátorů tuhnutí bezsádrovcových cementů vybraných ze skupiny látek tvořených organickými hydroxikyselinami, kyselinou boritou, organokřemičitými sloučeninami nebo fosforečnany.It may further comprise 0.1 to 5 wt.%, Based on the total composition, of hydrolyzable salts of an alkali metal selected from the group consisting of alkali metal carbonates, bicarbonates and silicates, and 0.1 to 5 wt.%, Based on the total composition. an anionic surfactant stable at pH> 7 selected from the group consisting of alkali metal ligninsulfonates, sulfonated lignin, sulfonated polyphenolate, naphthalenesulfonate, sulfonated melamine-formaldehyde condensation product, and / or up to 20 wt. SiO 2 flux from metallurgical production and / or 0.1 to 5 wt. solidification regulators of gypsum-free cements selected from the group consisting of organic hydroxides, boric acid, organosilicon compounds or phosphates.
Bylo zjištěno, že v zatvrdlé hmotě bezsádrovcového cementu existuje Ca(OH)2 (portlandit) ve výrazně rozptýlenější formě, než je tomu u zatvrdlého portlandského cementu a jeho obsah je nižší než u portlandského cementu. Dále bylo zjištěno, že Ca(OH)2 se v zatvrdlém bezsádrovcovém cementu vyskytuje v částečně amorfní formě, jak bylo uvedeno v článku Ševčík V., Škvára F., Ederová J.: Žárovzdorné hmoty na bázi portlandského slínku, Sb. 12. Mez. Konference o žárobetonech, Praha 1995. Při výpalu zatvrdlého bezsádrovcového cementu vzniká CaO ve více rozptýlené formě než je tomu u běžného portlandského cementu se sádrovcovým regulátorem tuhnutí. Tato skutečnost umožňuje vyšší reaktivitu CaO s aktivními přísadami. Tím je dána možnost u bezsádrovcových cementů dosažení lepších parametrů pro tepelně namáhané aplikace.It has been found that Ca (OH) 2 (portlandite) exists in the hardened gypsum cement mass in a much more dispersed form than is the case with hardened Portland cement and its content is lower than that of Portland cement. Furthermore, it has been found that Ca (OH) 2 occurs in hardened gypsum cement in partially amorphous form, as mentioned in the article by Ševčík V., Škvára F., Ederová J .: Portland Clinker Refractory Materials, Sb. 12. Mez. Conference on refractory concretes, Prague 1995. The firing of hardened gypsum-free cement produces CaO in a more dispersed form than conventional Portland cement with gypsum solidification regulator. This allows for a higher reactivity of CaO with the active ingredients. This gives the possibility for gypsum-free cements to achieve better parameters for thermally stressed applications.
Dalším výzkumem bylo zjištěno, že rozhodujícím faktorem při reakci látek na bázi AI2O3, jako je jemný AI2O3, hydratovaný AI2O3 .nH2O, bauxit, laterit s Ca(OH)2 či CaO vzniklým při výpalu je velikost jejich částic. Při užití těchto látek na bázi AI2O3 s velikostí částic nad 150 pm je jejich vliv zanedbatelný. Při užití částic s velikostí menších než 30 μηη se pak plně uplatňuje reakce Ca(OH)2 s AI(OH)3 na hlinitan vápenatý při hydrataci bezsádrovcového cementu, či reakce tepelně vzniklého CaO s vysoce jemným AI2O3. Tomuto jevu napomáhá také případné mletí látky na bázi AI2O3 s mlecí přísadou. Například pouze rozdružený přírodní bauxit nevykazuje ve směsi podle vynálezu prakticky žádné zlepšení vlastností ve srovnání s užitím jemně mletého bauxitu, popřípadě mletého ze přítomnosti mlecí přísady, například kapalné povrchově aktivní látky.Further research has found that the decisive factor in the reaction of Al 2 O 3 -based substances such as fine Al 2 O 3 , hydrated Al 2 O 3 .nH 2 O, bauxite, laterite with Ca (OH) 2 or CaO produced during firing is the size of their particles. When using these substances based on Al 2 O 3 with particle size above 150 µm, their effect is negligible. When using particles smaller than 30 μηη, the reaction of Ca (OH) 2 with Al (OH) 3 to calcium aluminate during hydration of gypsum cement or the reaction of thermally formed CaO with highly fine Al 2 O 3 is fully applied. This phenomenon is also aided by the possible grinding of the Al 2 O 3 -based substance with the grinding additive. For example, only the fragmented natural bauxite in the composition according to the invention shows practically no improvement in properties compared to the use of finely ground bauxite, optionally ground from the presence of a grinding additive, for example a liquid surfactant.
Velký význam pro pevnosti směsi podle vynálezu při teplotách 200 až 1200 °C má hodnota vodního součinitele, tedy množství záměsové vody nutné pro dosažení přijatelné zpracovatelnosti. Cementové malty s korundovým ostřivem uváděné v příkladech vynálezu byly dobře zpracovatelné již při vodním součiniteli 0,31.Of great importance for the strengths of the composition according to the invention at temperatures of 200 to 1200 ° C is the value of the water coefficient, i.e. the amount of mixing water necessary to achieve acceptable processability. The corundum-cement cement mortars mentioned in the examples of the invention were well workable even at a water coefficient of 0.31.
Dalším důvodem, proč jsou dosahovány vyšší pevnosti při řešení podle vynálezu je přítomnost hydrolyzovatelné alkalické sloučeniny, která působí na AI(OH)3 a vytváří s ním nejprve alkalické hlinitany, které reagují s Ca(OH)2 na hlinitany vápenaté. Za přítomnosti alkalické hydrolyzovatelné sloučeniny dochází zřejmě ke snažšímu vzniku hlinitanů. K vázání Ca(0H)2 dochází při řešení podle vynálezu tedy dvěma typy reakcí reakcí:Another reason why higher strengths are achieved in the present invention is the presence of a hydrolyzable alkaline compound which acts on Al (OH) 3 to form with it first alkali aluminates which react with Ca (OH) 2 to calcium aluminates. In the presence of an alkaline hydrolyzable compound, aluminates appear to be easier to form. Ca (OH) 2 binding in the solution according to the invention thus occurs by two types of reaction reactions:
1. Reakcí Ca(OH)2 s AI(0H)3 přímo na hydratované hlinitany vápenaté, zřejmě především na 3CaO.AI2O3.6H2O,1. Reaction of Ca (OH) 2 with Al (OH) 3 directly to hydrated calcium aluminates, probably primarily to 3CaO.Al2O3.6H2O,
2. Reakcí AI(OH)3 s NaOH na hlinitan sodný, který reaguje s Ca(OH)2 na hlinitan vápenatý, zřejmě opět na 3CaO.AI2O3.6H2O. V tomto případě se uplatňuje alkalická aktivace AI(OH)3.2. Reaction of Al (OH) 3 with NaOH to sodium aluminate, which reacts with Ca (OH) 2 to calcium aluminate, apparently again to 3CaO.Al2O3.6H2O. In this case, alkaline activation of Al (OH) 3 applies.
Alkalická aktivace složek směsi podle vynálezu se projevuje tedy nejen v alkalické aktivaci křemičitanového slínku, ale i v alkalické aktivaci ostatních složek směsi a to zejména AI(0H)3. Výsledkem jsou pak zvýšené pevnosti po výpalu a zlepšení žárových vlastností materiálů připravených podle vynálezu.Thus, the alkaline activation of the components of the mixture according to the invention manifests itself not only in the alkaline activation of the silicate clinker, but also in the alkaline activation of the other components of the mixture, in particular Al (OH) 3. This results in increased firing strengths and improved refractory properties of the materials prepared according to the invention.
lonty SO42', pocházejícící ze CaSO4.2H2O, které jsou součástí běžného portlandského cementu mají za následek snížení viskozity a povrchového napětí křemičito-hlinité taveniny, která vzniká v portlandském cementu při ohřevu na teploty nad 1100 až 1200°C. Vlastnosti této taveniny se pak zákonitě negativně promítají do žárových vlastností materiálů na bázi portlandského slínku bez náhrady sádrovcového regulátoru tuhnutí. Přítomnost sádrovce CaSO4.2H2O ve směsi podle vynálezu je proto nežádoucí a zároveň je plně nahrazena účinkem ostatních složek směsi.SO4 2 'ions originating from CaSO 4 .2H 2 O that are part of conventional Portland cement result in a reduction in the viscosity and surface tension of the silica-aluminum melt that is formed in Portland cement when heated to temperatures above 1100 to 1200 ° C. The properties of this melt then inherently negatively translate into the heat properties of Portland clinker-based materials without replacing the gypsum solidification regulator. The presence of gypsum CaSO4.2H 2 O in the composition of the invention is therefore undesirable and it is completely replaced by the effect of other components.
Žárovzdorné hmoty podle vynálezu lze připravit jako suchou směs, k jejímuž zpracování je zapotřebí pouze záměsová voda. Přísady nahrazující působení sádrovce (například Na2CO3 + ligninsulfonan)lze také rozpustit v záměsové vodě.The refractory compositions according to the invention can be prepared as a dry mixture, for which only mixing water is required. Replacing gypsum additive effect (e.g., Na 2 CO 3 + lignin) can also be dissolved in the mixing water.
Vynález je objasněn na následujících příkladech, aniž by jej omezovaly. Hmotnostní procenta přísad v příkladech jsou vztaženy k hmotnosti mletého slínku (surovina A).The invention is illustrated by the following non-limiting examples. The weight percentages of the ingredients in the examples are based on the weight of the ground clinker (raw material A).
Příklady provedeníExamples
Příklad 1.Example 1.
Cementářský slínek z běžné výroby portlandského cementu suchým způsobem byl semlet na měrný povrch 550 m2/kg za přítomnosti 0,05% hm. derivátu kyseliny dodecylbenzensulfonové. Tímto postupem byla získána surovina A, která tvoří základní složku směsí v ostatnních uváděných příkladech.Cement clinker from conventional Portland cement dry production was ground to a specific surface area of 550 m 2 / kg in the presence of 0.05 wt%. dodecylbenzenesulfonic acid derivative. By this procedure, raw material A, which constitutes an essential component of the mixtures in the other examples given, was obtained.
Příklad 2.Example 2.
Mletý slínek (surovina A podle příkladu 1) byla smíšena s 30% hm. bauxitu, který byl semlet na jemnost, kdy průměrná velikost částic byla 10 μίτι. Tato směs byla zpracována za přísady 1% hm. Na2CO3 a 0,8% hm. ligninsulfonanu sodného na dobře zpracovatelnou kaši s w/c = 0.28 (produkt 1). Stejným postupem byla připravena kaše ze suroviny A s výjimkou bauxitu. Z těchto kaší byly připraveny žároměrky. Postupem podle ČSN ISO 528 a ČSN ISO 1146 byly stanoveny žárovzdornosti. Vzorek zpracovaný bez bauxitu měl výslednou žárovzdornost 1020 °C a vzorek podle vynálezu pak dosáhl výsledné žárovzdornosti 1520 °C.The ground clinker (raw material A according to Example 1) was mixed with 30 wt. bauxite, which was ground to fineness when the average particle size was 10 μίτι. This mixture was treated with 1% wt. Na 2 CO 3 and 0.8 wt%. sodium lignin sulphonate to a well processable slurry sw / c = 0.28 (product 1). A slurry of raw material A except bauxite was prepared in the same manner. Fluorescent tubes were prepared from these slurries. In accordance with ČSN ISO 528 and ČSN ISO 1146, the refractories were determined. The sample treated without bauxite had a final heat resistance of 1020 ° C and the sample of the invention then reached a final heat resistance of 1520 ° C.
Příklad 3.Example 3.
Ze suroviny A za přísady 1% hm. Na2CO3, 0,8% hm. ligninsulfonanu sodného a 10 a 30 % hm. jemně mletého bauxitu (průměrná velikost částic menší než 5μΐτι) byly připraveny kaše s w/c = 0,26 až 0,32 s velmi dobrou zpracovatelností a počátkem tuhnutí v rozmezí 30 až 45 minut (produkt 2) a pevností po hydrataci 51 MPa.From raw material A with additives 1 wt. Na 2 CO 3, 0.8% wt. % sodium ligninsulfonate and 10 and 30 wt. finely ground bauxite (average particle size less than 5µΐτι) were prepared with slurries sw / c = 0.26-0.32 with very good workability and a setting time of 30 to 45 minutes (product 2) and a hydration strength of 51 MPa.
Dále byl proveden kontrolní pokus podle UK 2, 063, 240 (Mathieu) tedy se směsí mletého slinku bez mlecí přísady, s bauxitem a s vynecháním uhličitanu sodného a plastifikátoru. Vynechání uhličitanu a plastifikátoru vedlo k horší zpracovatelnosti směsi w/c =0,43 a především ke nepříznivému zkrácení doby zpracovatelnosti na méně než 5 minut. Rovněž pevnosti po 7 denní hydrataci byli nižší o více než 30% (34 MPa). Při dalším kontrolním pokusu podle UK 2, 063, 240 (Mathieu) byl přidán plastifikátor (ligninsulfonan sodný) v koncentraci 0,2 hm%., který zlepšil zpracovatelnost směsí tak, že bylo možné zpracovat kaše při w/c =0,35. Tyto kaše měli však velmi krátký počátek tuhnutí.Furthermore, a control experiment according to UK 2,063,240 (Mathieu) was carried out with a mixture of ground clinker without grinding additive, with bauxite and omitting sodium carbonate and plasticizer. The omission of carbonate and plasticizer led to a worse workability of the mixture w / c = 0.43 and above all to an unfavorable reduction of the workability time to less than 5 minutes. Also, the strengths after 7 days of hydration were lower by more than 30% (34 MPa). In another control experiment according to UK 2,063,240 (Mathieu), a plasticizer (sodium lignin sulfonate) was added at a concentration of 0.2 wt%, which improved the processability of the compositions so that the slurries could be processed at w / c = 0.35. However, these slurries had a very short onset of solidification.
Příklad 4.Example 4.
Ze suroviny A (podle příkladu 1) byla za přísady 1,2% hm. Na2CO3, 1% hm.Of the raw material A (according to Example 1), 1.2 wt. Na 2 CO 3 1% wt.
ligninsulfonanu sodného a 0 až 30 % hm. jemně mletého bauxitu připravena malta s poměrem pojivo:ostřivo=1:2,5, kde ostřivem byly 2 frakce korundu. Vodní součinitel těchto malt byl 0,31 až 0,32 a střední velikost částic d5o bauxitu mletého na kulovém mlýně byla 10 μιτι. Tato malta byla uložena 7 dní ve vlhkém prostředí. Takto připravená zkušební tělesa byla po ukončení hydratace vysušena při 105 °C. Vysušená tělesa byla pak vypálena na teploty 800 a 1000 °C po dobu 2 hodin. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.% sodium ligninsulfonate and 0 to 30 wt. finely ground bauxite prepared mortar with a ratio of binder: grit = 1: 2.5, where the grit was 2 fractions of corundum. The water coefficient of these mortars was 0.31 to 0.32 and the mean particle size d 5 of the bauxite ground in a ball mill was 10 μιτι. This mortar was stored for 7 days in a humid environment. The specimens thus prepared were dried at 105 ° C after the hydration was completed. The dried bodies were then fired at 800 and 1000 ° C for 2 hours. The results are shown in the following table.
xx zvýšení pevnosti po výpalu je způsobeno nežádoucím vznikem taveniny při výpalu na uvedenou teplotu. xx increase in firing strength is caused by undesired melt formation at firing to said temperature.
Kontrolní pokusy podle UK 2, 063, 240 / směs slínku a hydroxydu hlinitého s přísadou 2% hm. CaSO2 .H20/ vykázaly pevnosti za stejných podmínek výrazně nižší a to v průměru o 30% až 50% nižší po výpalu na uvedené teploty.Control experiments according to UK 2,063,240 / a mixture of clinker and aluminum hydroxide with 2% wt. CaSO 2 .H 2 0 / showed strengths under the same conditions significantly lower and on average 30% to 50% lower after firing at the stated temperatures.
V dalších experimentech byl použit stejný postup, avšak bauxit nebyl mlet, byl pouze mechanicky rozdružen. Střední velikost částic tohoto bauxitu byla dso=155 pm. Za stejných podmínek byly připraveny malty, které byly stejným způsobem vypáleny. Pevnosti těchto malt po výpalu na teploty 800 až 1200 °C byly o 30 až 50% nižší.In other experiments the same procedure was used, but the bauxite was not milled, it was only mechanically separated. The mean particle size of this bauxite was d 50 = 155 µm. Mortars were prepared under the same conditions and fired in the same way. The firing strengths of these mortars at 800 to 1200 ° C were 30 to 50% lower.
Příklad 5.Example 5.
Prakticky stejných výsledků jako v přikladu 4 bylo dosaženo, když směs byla připravena za sucha, a k suché směsi byla přidána pouze záměsová voda.Practically the same results as in Example 4 were obtained when the mixture was prepared dry, and only the mixing water was added to the dry mixture.
Příklad 6.Example 6.
Postupem podle příkladu 4 byly připraveny malty s tím rozdílem, že byl použit namísto bauxitu čistý AI(OH)3. AI(OH)3 byl mlet na vibračním mlýnu. NemletýUsing the procedure of Example 4, mortars were prepared except that pure Al (OH) 3 was used instead of bauxite. Al (OH) 3 was milled on a vibratory mill. Unground
AI(OH)3 měl střední velikost částic d5o=100pm, zatímco AI(OH)3 mletý na vibračním mlýnu měl d50=7.5pm. Výsledky pevností jsou uvedeny v následující tabulce:Al (OH) 3 had a mean particle size d 50 of 100 µm, while Al (OH) 3 ground on a vibratory mill had a d 50 = 7.5 µm. The strength results are shown in the following table:
Pevnosti v tlaku za studená po výpalu (MPa)Cold compressive strength after firing (MPa)
vib.mlýn x vzorek se částečně rozpadl x x zvýšení pevnosti po výpalu je způsobeno nežádoucím vznikem taveniny při výpalu na uvedenou teplotuvibration mill x sample partially disintegrated xx increase in firing strength is caused by unwanted melt formation at firing to specified temperature
Kontrolní pokusy podle UK 2, 063, 240 vykázaly pevnosti za stejných podmínek výrazně nižší a to v průměru o 30% - 50% nižší po výpalu na uvedené teploty.The control trials of UK 2,063,240 showed strengths under the same conditions significantly lower, an average of 30% -50% lower after firing at the indicated temperatures.
Příklad 7.Example 7.
Slínek bílého cementu z cementárny Rohožník (SR) byl mlet za přísady 0,01% hm. Abesonu TEA na měrný povrch 520 m2.kg'1 za nepřítomnosti sádrovce.The white cement clinker from the Rohožník (SR) cement plant was milled with additives of 0.01 wt. Abeson TEA to a specific surface of 520 m 2 .kg -1 in the absence of gypsum.
Z tohoto produktu byla připravena malta o složení 1 díl mletého slínku (10% hm. mletého slínku bylo nahrazeno mletým bauxitem, který obsahoval více než 80% hm. částic menších než 30 μ a 3 díly 3 frakcí korundu. Při přípravě byly rozpuštěny vzáměsové vodě přísady: 1% hm. Na2CO3, 0,1% hm. vínanu Na, Ka 1% hm. Umaformu SM (močovinoformaldehydový kondenzát). Vodní součinitel malty s dobrou zpracovatelností byl 0,28.Mortar of 1 part ground clinker was prepared from this product (10% by weight ground clinker was replaced by ground bauxite containing more than 80% by weight of particles smaller than 30 μ and 3 parts of 3 corundum fractions. additives: 1 wt% Na 2 CO 3 , 0.1 wt% Na, Ka tartrate 1 wt% Umaform SM (urea-formaldehyde condensate) The water coefficient of the mortar with good workability was 0.28.
Z malty byla připravena tělesa o rozměru 4x4x16 cm, která byla ponechána 7 dní v prostředí nasycené vodní páry při teplotě +20 °C. Po 7 dnech byla tělesa vysušena při teplotě 105 °C. Tělesa byla následně vypálena po dobu 2 hodin při teplotách 550 až 1000 °C. Po výpalu byla stanovena pevnost za studená při teplotě +20 °C.4x4x16 cm solids were prepared from the mortar and kept in saturated water vapor at + 20 ° C for 7 days. After 7 days the bodies were dried at 105 ° C. The bodies were then fired for 2 hours at temperatures of 550 to 1000 ° C. After firing, the cold strength at + 20 ° C was determined.
Bez výpalu (při hydrataci 7 dní při 20°C) byla naměřena pevnost v tlaku 50 MPa, po výpalu na 550°C pevnost v tlaku 45 MPa, po výpalu na 800 °C pevnost v tlaku 20 Mpa a po výpalu na 1000 °C pevnost v tlaku 10 MPa.After firing (at hydration for 7 days at 20 ° C) the compressive strength was measured to 50 MPa, after firing to 550 ° C the compressive strength was 45 MPa, after firing to 800 ° C the compressive strength was 20 MPa and after firing to 1000 ° C compressive strength 10 MPa.
Příklad 8Example 8
Mletý slínek podle příkladu 1 byl sušen s mletým hydroxidem hlinitým s průměrnou velikostí částic 5 μητι. Tato směs byla nastříknuta za přísady vody do forem 4x 4 x 16 cm pomocí tokretovacího zařízení. Vzorek byl uložen ve vlhku, pak vysušen při 105°C . Byl vypálen při 800 °C dvě hodiny. Pevnost po výpalu byla 15 Mpa.The ground clinker of Example 1 was dried with ground aluminum hydroxide with an average particle size of 5 µητι. This mixture was sprayed with the addition of water into molds 4 x 4 x 16 cm using a sprinkler. The sample was stored in moisture, then dried at 105 ° C. It was fired at 800 ° C for two hours. The firing strength was 15 MPa.
Připoužití hydroxidu hlinitého s velikostí částic větších než 30 gm nebo za použití rozdruženého bauxitu bylo dosaženo pevnosti po výpalu o 5 % nižších.The use of aluminum hydroxide with a particle size greater than 30 gm or using split bauxite resulted in a firing strength of 5% lower.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Vynález je využitelný ve stavebnictví zejména pro výrobu směsí pro žárovzdorné účelyThe invention is applicable in the construction industry in particular for the production of refractory mixtures
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ96843A CZ283459B6 (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Mixture for refractory purposes |
SK166-97A SK280385B6 (en) | 1996-03-21 | 1997-02-06 | Mixture for refractory purposes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ96843A CZ283459B6 (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Mixture for refractory purposes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ84396A3 true CZ84396A3 (en) | 1997-10-15 |
CZ283459B6 CZ283459B6 (en) | 1998-04-15 |
Family
ID=5462331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ96843A CZ283459B6 (en) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | Mixture for refractory purposes |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ283459B6 (en) |
SK (1) | SK280385B6 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60129538T2 (en) | 2000-03-14 | 2008-04-10 | James Hardie International Finance B.V. | FIBER CEMENT TREE MATERIALS WITH ADDITIVES OF LOW DENSITY |
CZ20032629A3 (en) | 2001-03-02 | 2004-12-15 | James Hardie Research Pty Limited | Process and apparatus for making laminated board-like materials |
US7993570B2 (en) | 2002-10-07 | 2011-08-09 | James Hardie Technology Limited | Durable medium-density fibre cement composite |
US7998571B2 (en) | 2004-07-09 | 2011-08-16 | James Hardie Technology Limited | Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same |
AU2007236561B2 (en) | 2006-04-12 | 2012-12-20 | James Hardie Technology Limited | A surface sealed reinforced building element |
US8209927B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-07-03 | James Hardie Technology Limited | Structural fiber cement building materials |
-
1996
- 1996-03-21 CZ CZ96843A patent/CZ283459B6/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-02-06 SK SK166-97A patent/SK280385B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK16697A3 (en) | 1997-10-08 |
SK280385B6 (en) | 2000-01-18 |
CZ283459B6 (en) | 1998-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1183217B1 (en) | Improved cement-based compositions | |
US6221148B1 (en) | Manufacture of improved metakaolin by grinding and use in cement-based composites and alkali-activated systems | |
CA1129444A (en) | Portland cement fly ash aggregate concretes | |
AU2018364382B2 (en) | Enhancing calcined clay use with inorganic binders | |
JP7560592B2 (en) | Accelerating admixtures for hydraulic compositions | |
EA036185B1 (en) | Refractory magnesia cement | |
US20180305253A1 (en) | Method for producing highly reactive cements | |
AU2012282216B2 (en) | Hydraulic binder | |
CS276229B6 (en) | Composite gypsum-free portland cement | |
Castaldelli et al. | Preliminary studies on the use of sugar cane bagasse ash (SCBA) in the manufacture of alkali activated binders | |
CZ84396A3 (en) | Mixture for refractory purposes | |
CA2989367A1 (en) | Activator having a low ph value for supplementary cementitious material | |
CZ291443B6 (en) | Binding geopolymeric mixture | |
RU2373163C1 (en) | Cement of low water demand and method of its production | |
CA2298328C (en) | Hydrated calcium aluminate based expansive admixture | |
WO2009076913A1 (en) | Mixture for controlling the set time of cements based on cement clinker, method of control and its use | |
CZ20022505A3 (en) | Binding agent based on cement clinker and with controllable start of setting | |
CZ170795A3 (en) | Binding agent based on ground clinker of portland cement | |
WO2001044358A1 (en) | Organic-mineral modifier for cementitious systems | |
CS277371B6 (en) | Geopolymer gypsum-free portland cement | |
SK146896A3 (en) | Bonding agent based on milled portland cement clinker | |
CZ2013641A3 (en) | Binding agent based on hydrated magnesium oxides | |
CS266871B1 (en) | Binder for refractory concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20060321 |