ES2538091T3 - Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato - Google Patents

Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato Download PDF

Info

Publication number
ES2538091T3
ES2538091T3 ES12004620.6T ES12004620T ES2538091T3 ES 2538091 T3 ES2538091 T3 ES 2538091T3 ES 12004620 T ES12004620 T ES 12004620T ES 2538091 T3 ES2538091 T3 ES 2538091T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
weight
binding agent
ca2sio4
production
raw materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12004620.6T
Other languages
English (en)
Other versions
ES2538091T5 (es
Inventor
Frank Bellmann
Tim Link
Horst-Michael Ludwig
Mohsen Ben Haha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberg Materials AG
Original Assignee
HeidelbergCement AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48692414&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2538091(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by HeidelbergCement AG filed Critical HeidelbergCement AG
Publication of ES2538091T3 publication Critical patent/ES2538091T3/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2538091T5 publication Critical patent/ES2538091T5/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/345Hydraulic cements not provided for in one of the groups C04B7/02 - C04B7/34
    • C04B7/3453Belite cements, e.g. self-disintegrating cements based on dicalciumsilicate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00215Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y02P40/121Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

Procedimiento para la producción de un agente aglutinante, que comprende las etapas de: a) Poner a disposición un material de partida que está constituido a base de unas materias primas, que tienen una relación molar de Ca/Si de 1,5 a 2,5, en cuya determinación permanecen sin tomar en consideración aquellos componentes que se comportan de una manera inerte al realizar el tratamiento hidrotérmico en un autoclave, b) mezclar las materias primas, c) tratar hidrotérmicamente a la mezcla de materiales de partida que se había producido en la etapa b) en un autoclave a una temperatura de 100 a 300 ºC y durante un período de tiempo de permanencia de 0,1 a 24 h, siendo de 0,1 a 100 la relación de agua/material sólido, d) atemperar a 350 hasta 495 ºC el producto intermedio que se había obtenido en la etapa c), siendo de 10 - 6.000 ºC/min la velocidad de calentamiento y de 0,01 - 600 min el período de tiempo de permanencia, caracterizado por que durante la mezcladura en b) y/o en las siguientes etapas, se añade de 0,1 a 30 % en peso de unos elementos y/u óxidos adicionales.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E12004620
28-05-2015
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato.
El presente invento se refiere a unos materiales de construcción, en particular a un procedimiento para la producción de un agente aglutinante para hormigón, mortero o revoque y a un agente aglutinante que se ha producido de acuerdo con este procedimiento así como a su utilización.
El cemento como agente aglutinante hidráulico es un importante producto industrial, que se compone en unas proporciones esenciales de un clinker de cemento Portland. Este clinker se produce por sinterización de una mezcla, que está constituida a base de cal, arena, arcilla y materiales de corrección, a aproximadamente 1.450 ºC. Después de la reacción a una alta temperatura, se presentan las siguientes fases que contienen óxidos ajenos: una de alita (Ca3SiO5, que se designa también como C3S), una de belita (Ca2SiO4, que se designa también como C2S), una de aluminato (Ca3Al2O6, que se designa también como C2A) y una de ferrita (Ca2(AlxFe1-x)2O5, que se designa también como C4AF). En este contexto, la belita se presenta principalmente en la forma del polimorfo β. Esta fase es considerada como relativamente inerte con una pequeña contribución a la resistencia mecánica en una antigüedad temprana.
La reactividad hidráulica describe la reacción de un agente aglutinante con agua mediando formación de un material sólido. Al contrario que la de la alita, la hidratación de la belita se efectúa lentamente a lo largo de varios meses y años.
Es conocido que la reactividad de la belita con agua se puede mejorar mediante una activación mecano-química (véase el documento de patente de la República Democrática Alemana DD 138197 A1), mediante un enfriamiento rápido después del proceso de calcinación (véanse el documento DD 138197 A1 y el documento de solicitud de patente alemana DE 3414196 A1), así como mediante la incorporación de óxidos ajenos (véanse el documento de patente de los EE.UU. US 5509962 A y el documento DE 3414196 A1). Además de ello, junto a la variante β de la belita, se conocen otros polimorfos que presentan una reactividad mejor (los , ’H, ’L yx) o peor (el ).
A partir de la referencia de H. Ishida, S. Yamazaki, K. Sasaki, Y. Okada, T. Mitsuda, [alpha].Dicalcium-Silikat-Hydrat: Preparation, Decomposed Phase, and its Hydration, [ = [alfa] hidrato de silicato de dicalcio: Preparación, fase descompuesta y su hidratación], J. Am. Ceram. Soc. 76, páginas 1707-1712, 1993, se conoce un procedimiento para la producción del  -hidrato de silicato de dicalcio (-C2SH) a 200 ºC mediante un tratamiento hidrotérmico durante dos horas de una cal calcinada (CaO) y de un ácido silícico para realizar síntesis en el laboratorio (con un grado de pureza p.a. (analíticamente puro)). En el intervalo de temperaturas de 390-490 ºC el -C2SH se convierte en diferentes modificaciones del C2S, que al continuar el calentamiento hasta 920 -960 ºC se convierten en la fase ’L y al enfriar forman el β-C2S. Es desventajoso en este contexto la alta proporción del -C2S que es lento para reaccionar.
En el documento DE 10 2009 018 632 se divulga un procedimiento para la producción de un agente aglutinante que contiene belita, en el que un producto intermedio, que se había producido a 120 -250 ºC por medio de un tratamiento hidrotérmico del material de partida que tiene una relación molar de Ca/(Si+Al) que está comprendida entre 1,5 y 2,5, es sometido a una molienda reactiva a 100 -200 ºC durante un período de tiempo que está comprendido entre 5 min y 30 min. Es desventajoso el hecho de que la molienda reactiva es una etapa en energéticamente ineficaz. Por lo demás, solamente en el caso de la adición de unos agentes fluidificantes se puede conseguir una suficiente resistencia a la compresión después del endurecimiento.
El documento DE 10 2005 037 771 divulga un procedimiento para la producción de un cemento belítico, en el que se forma un  -hidrato de silicato de dicalcio (α-C2SH) a 100 -300 ºC mediante un tratamiento hidrotérmico del material de partida, que contiene CaO y SiO2 en la relación molar de Ca/Si de 1,5 -2,5. En el intervalo de temperaturas comprendidas entre 500 y 1.000 ºC, el -C2SH se transforma en unas modificaciones del C2S que son reactivas hidráulicamente (cemento belítico). En esto resulta desventajoso el hecho de que el proceso de calcinación se debe de llevar a cabo a una temperatura relativamente alta (situada por encima de 500 ºC). Estas altas temperaturas conducen por lo demás a la disminución de la reactividad del agente aglutinante.
Subsistía por lo tanto la misión de proponer un procedimiento para la producción de agentes aglutinantes, mediante el cual se pueda conseguir una reactividad elevada del agente aglutinante que está basado en una fase de belita, con el fin de producir de esta manera unos cementos de gran rendimiento que tienen un alto contenido de esta fase. De esta manera se deberían poder conseguir también unas emisiones de dióxido de carbono manifiestamente más pequeñas que en el caso de unos cementos Portland convencionales que tienen una alta proporción de alita.
15
25
35
45
55
E12004620
28-05-2015
El problema planteado por esta misión se resuelve mediante un procedimiento para la producción de un agente de un agente aglutinante, que comprende las etapas de: a) Poner a disposición un material de partida que está constituido a base de unas materias primas, que tienen
una relación molar de Ca/Si de 1,5 a 2,5, en cuya determinación permanecen sin tomar en consideración
aquellos componentes que se comportan de una manera inerte al realizar el tratamiento hidrotérmico en un
autoclave, b) mezclar las materias primas, c) tratar hidrotérmicamente a la mezcla de materiales de partida, que se había producido en la etapa b), en un
autoclave a una temperatura de 100 a 300 ºC y durante un período de tiempo de permanencia de 0,1 a 24 h,
siendo de 0,1 a 100 la relación de agua/material sólido, d) atemperar a 350 hasta 495 ºC el producto intermedio que se había obtenido en la etapa c), siendo de 10
6.000 ºC/min la velocidad de calentamiento y de 0,01 -600 min el período de tiempo de permanencia, añadiéndose durante la mezcladura en b) y/o en las siguientes etapas, de 0,1 a 30 % en peso de unos elementos y/u óxidos adicionales.
De acuerdo con el procedimiento conforme al invento, la relación molar de calcio a silicio debe de ser de 1,5 a 2,5, de manera preferida de aproximadamente 2. Al efectuar la determinación de esta relación no se toman en consideración aquellos compuestos que se comportan de una manera inerte al realizar el procedimiento de producción.
Como materiales de partida se pueden emplear unas materias primas primarias y/o secundarias. En una forma de realización preferida se utilizan cuarzos, arenas o gravillas como materias primas para el material de partida. Se prefieren especialmente unas materias primas que, junto a SiO2, también contienen CaO, de manera tal que ya se presenta la deseada relación de Ca/Si. Si no se presenta la deseada relación de Ca/Si, entonces los materiales, antes del tratamiento ulterior, se deben de ajustar en lo que se refiere a la composición química mediante una adición de otros partícipes en la reacción, tales como unos materiales sólidos que contienen Ca o Si, con el fin de ajustar la necesaria relación de Ca/Si de 1,5 a 2,5. Para esto, se adecuan por ejemplo una portlandita Ca(OH)2 o una cal calcinada o no calcinada. Por regla general, las materias primas son optimizadas, también en lo que se refiere al tamaño de granos y a la distribución de los tamaños de granos, mediante un tratamiento mecánico o térmico, pudiendo el tratamiento térmico conducir también a una optimización de la composición química.
En una forma de realización preferida se escoge como material de partida un material de grano fino, cuyo grano de mayor tamaño es de manera preferida a lo sumo de 0,1 mm. Para esto pasan a emplearse en particular las fracciones de granos más finos procedentes de la recuperación de agentes aglutinantes que contienen cemento en unos materiales de construcción tales como hormigones y cementos viejos. Un material de partida más fino es ventajoso en lo que se refiere tanto a la velocidad de reacción, como también al gasto en que se incurre para la molienda del cemento terminado. En el caso de un material de partida correspondientemente fino puede ser prescindible una molienda.
Durante la mezcladura de las materias primas b) o durante las subsiguientes etapas del proceso, es necesaria la adición de unos adicionales elementos u óxidos en una proporción de 0,1 a 30 % en peso. El sodio, el potasio, el boro, el azufre, el fósforo o unas combinaciones de ellos son preferidos como estos adicionales elementos/óxidos que también se designan de manera resumida como óxidos ajenos. Para esto se adecuan unas sales y/o unos hidróxidos de metales alcalinos y/o alcalino-térreos, por ejemplo CaSO4·H2O, CaSO4·½H2O, CaSO4,
CaHPO2·2H2O, Ca3P2O8, NaOH, KOH, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, MgCO3, MgSO4, Na2Al2O4, Na3PO4, K3PO4,
Na2[B4O5(OH)4]·8H2O etc. En una forma preferida de realización, la mezcla de materiales de partida tiene unas relaciones molares de P/Si de aproximadamente 0,05 y/o de S/Si de aproximadamente 0,05 y/o de Ca/K de aproximadamente 0,05.
La mezcla de materias primas, que ha sido tratada eventualmente tal como se ha descrito, se puede reunir, por lo tanto inocular eventualmente con unos núcleos de cristalización, que contienen hidratos de silicatos de calcio. La reacción se puede acelerar en este caso por medio de una inoculación con unos compuestos que contienen de 0,01 a 30 % en peso de diferentes hidratos de silicatos de calcio, en particular con -2CaO·SiO2·H2O, afwillita, calciocondrodita, β-Ca2SiO4 y otros compuestos.
La mezcla producida de las materias primas, que eventualmente ha sido inoculada como más arriba se ha descrito, es sometida a continuación en la etapa c) a un tratamiento hidrotérmico en un autoclave a una temperatura de 100 a 300 ºC, de manera preferida de 150 ºC a 250 ºC. En este caso se escogen de manera preferida una relación de agua/material sólido de 0,1 a 100, de manera preferida de 2 a 20, y unos periodos de tiempo de permanencia de 0,1 a 24 horas, de manera preferida de 1 a 16 horas.
La mezcla de las materias primas puede ser calcinada en una etapa adicional. Esta etapa es especialmente preferida en el caso de la utilización de unos productos secundarios industriales, o de unos materiales relativamente poco reactivos o respectivamente gruesos, como materias primas. En este caso son apropiadas unas temperaturas
15
25
35
45
55
E12004620
28-05-2015
de 400 a 1.400 ºC, de manera preferida de 750 a 1.100 ºC. La duración de la calcinación es de 0,1 -6 horas, de manera preferida de 1 hora. Mediante la calcinación de las materias primas se establece la ventaja de que deliberadamente se pueden hacer utilizables unos materiales, que en caso contrario apenas pueden ser utilizados o no se pueden utilizar en absoluto (p.ej. cenizas y escorias cristalinas, etc.) haciéndose posible dentro de un autoclave una convertibilidad mejorada / mayor en el producto intermedio -C2SH (por medio de una desacidificación y/o deshidratación.). Por lo demás, se ofrece la ventaja de que se pueden producir deliberadamente unas fases de precursores (p.ej. una belita lenta para reaccionar) que contienen unos productos según las etapas c) y d) con unos contenidos especialmente altos de x-C2S, de -C2S y/o de por lo menos una fase reactiva, que es amorfa frente a los rayos X. La ventaja de la utilización de belita como materia prima para el proceso realizado en el autoclave es una composición de fases del agente aglutinante final que es mejorada en comparación con unas materias primas no calcinadas.
El producto que se ha producido por medio de una mezcladura y eventualmente una calcinación de las materias primas es transformado, de un modo correspondiente a la etapa c), por medio de un tratamiento hidrotérmico, en el producto intermedio que contiene por lo menos un hidrato de silicato de calcio y eventualmente otros compuestos. Esto se efectúa en un autoclave a una temperatura de 100 a 300 ºC y con un período de tiempo medio de permanencia de 0,1 a 24 h, siendo de 0,1 a 100 la relación de agua/material sólido.
En la siguiente etapa d), el producto intermedio que se producido de esta manera es atemperado a una temperatura de 350 ºC a 495 ºC. En este caso la velocidad de calentamiento es de 10 -6.000 ºC/min, de manera preferida de 20 -100 ºC/min y de manera especialmente preferida de aproximadamente 40 ºC/min, y el período de tiempo de permanencia es de 0,01 -600 min, de manera preferida de 1 -120 min y de manera especialmente preferida de 5 -60 min. Con el fin disminuir la proporción del γ-C2S que es más lento para reaccionar, se ha acreditado un adicional período de tiempo de retención, durante el calentamiento a 400 -440 ºC, de 1 -120 min, de manera preferida de 10 -60 min. No tiene lugar ninguna molienda reactiva.
Después del enfriamiento, se obtiene el deseado agente aglutinante, que es reactivo hidráulicamente. El agente aglutinante conforme al invento contiene 30 -100 % de los siguientes compuestos: x-Ca2SiO4, unos compuestos que son amorfos frente a los rayos X que tienen una composición variable, β-Ca2SiO4 y -Ca2SiO4 reactivo con un grado de hidratación específico para ciertas fases, que en la mayor parte de los casos, es de por lo menos 50 % en los primeros 7 días después de haber amasado con agua. La superficie específica según BET del agente aglutinante debe de ser de 1 a 30 m2/g. Los tetraedros de SiO2 en el agente aglutinante tienen un grado medio de condensación de menos que 1,0. El contenido de agua en el agente aglutinante es de menos que 3,0 % en peso. Este agente aglutinante es molido eventualmente de una manera de por sí conocida hasta alcanzar una deseada finura o respectivamente distribución de tamaños de granos. Una molienda puede ser prescindible en el caso de unas materias primas finas y de una apropiada distribución de tamaños de granos.
El agente aglutinante contiene de manera preferida el x-Ca2SiO4 en un contenido de > 30 % en peso y por lo menos una fase amorfa frente a los rayos X con un contenido de > 5 % en peso, sumándose hasta 100 % todas las proporciones del agente aglutinante.
Mediante el procedimiento conforme al invento se pueden producir unos agentes aglutinantes altamente reactivos hidráulicamente, que están constituidos sobre la base de Ca2SiO4. Éstos se distinguen por el hecho de que están contenidos/as unos polimorfos muy reactivos y unas fases amorfas frente a los rayos X y de que los agentes aglutinantes poseen una alta superficie específica. Por lo demás, el agente aglutinante contiene también el -Ca2SiO4. La formación de este polimorfo se evita en el caso de la producción de un cemento Portland mediante un rápido enfriamiento de un clinker, puesto que este polimorfo no presta ninguna contribución al desarrollo de la resistencia mecánica. De manera sorprendente, se encontró que, a diferencia de los actuales procedimientos de producción, esta fase, que se ha producido mediante el procedimiento conforme al invento a una temperatura de < 500 ºC, muestra una buena reactividad.
A diferencia del documento DE 10 2009 018 632, no se efectúa ninguna molienda reactiva, puesto que ésta tiene un intenso consumo de energía, y los productos que se han producido de tal manera tienen una reactividad menor que la de los productos que se han producido con el procedimiento que aquí se describe.
A diferencia de los documentos DE 10 2007 035 257, DE 10 2007 035 258 y DE 10 2007 035 259, el agente aglutinante, que se ha producido según el procedimiento conforme al invento, tiene un grado medio de condensación de los tetraedros de SiO4 que es más pequeño que Q = 1,0, y tiene un contenido máximo de agua de 3 % en peso.
El invento se debe de explicar con ayuda de los siguientes Ejemplos, pero sin estar limitados a las formas de realización que se describen especialmente.
Siempre y cuando que no se indique otra cosa distinta o que no se establezca imperativamente algo distinto a partir del contexto, los datos porcentuales se refieren al peso y, en caso de duda, al peso total de la mezcla.
10
15
20
25
30
35
40
E12004620
28-05-2015
El invento se refiere también a todas combinaciones de formas de realización preferidas, siempre y cuando que éstas no se excluyan recíprocamente. Los datos de “aproximadamente” o “aprox.” en unión con un dato numérico significan que están incluidos unos valores más altos o más bajos por lo menos en un 10 % o unos valores más altos
o más bajos en un 5 % y en cualquier caso unos valores más altos o más bajos en un 1 %.
Ejemplo 1 Producción de una mezcla de CaCO3, de SiO2 altamente disperso y de CaSO4·2H2O, siendo de 2,0 la relación molar de Ca/Si y de 0,05 la de S/Si. Esta mezcla se calcinó en las siguientes condiciones: a una temperatura de 1.000 ºC, con una duración de la calcinación de 5 horas, y con 3 calcinaciones. Después de la adición de 5 % en peso de unos núcleos de inoculación que estaban constituidos a base de -2CaO·SiO2·H2O, siguió durante 16 horas un tratamiento en un autoclave a 200 ºC, en el que la mezcla fue convertida en un producto intermedio. Éste contenía 90 % en peso de -2CaO·SiO2·H2O, 2 % en peso de calcita y 8 % en peso de unos componentes amorfos. El subsiguiente atemperamiento a 475 ºC transformó al producto intermedio en un agente aglutinante reactivo, que se componía de 63 % en peso de x-Ca2SiO4, de 15 % en peso de β-Ca2SiO4, de 7 % en peso de -Ca2SiO4, de 2 % en peso de calcita y de 13 % en peso de unos componentes que son amorfos frente a los rayos X. La reactividad hidráulica se comprobó en un calorímetro de flujo de calor. La Figura 1 muestra el caudal de calor y la liberación de calor que se midieron.
Ejemplo 2 Producción de una mezcla de CaCO3, de SiO2 altamente disperso y de KOH, siendo de 2,0 la relación molar de Ca/Si y de 0,05 la de K/Ca. Esta mezcla se calcinó en las siguientes condiciones: a una temperatura de 1.000 ºC, con una duración de la calcinación de 5 horas, y con 3 calcinaciones. Después de la adición de 5 % en peso de unos núcleos de inoculación que estaban constituidos a base de -2CaO·SiO2·H2O, siguió durante 16 horas un tratamiento en un autoclave a 200 ºC, en el que la mezcla fue convertida en un producto intermedio. Éste contenía 84 % en peso de -2CaO·SiO2·H2O, 1 % en peso de calcita, 4 % en peso de wollastonita y 11 % en peso de unos componentes que son amorfos frente a los rayos X. El subsiguiente atemperamiento a 475 ºC con un período de tiempo de retención durante el calentamiento a 420 ºC en el transcurso de 1 hora transformó al producto intermedio en un agente aglutinante reactivo que se componía de 53 % en peso de x-Ca2SiO4, de 8 % en peso de β-Ca2SiO4, de 13 % en peso de -Ca2SiO4, de 1 % en peso de calcita, de 4 % en peso de wollastonita y de 21 % en peso de unos componentes que son amorfos frente a los rayos X. La reactividad hidráulica se comprobó en el calorímetro de flujo de calor. La Figura 2 muestra el caudal de calor y la liberación de calor que se midieron.
Ejemplo 3 Producción de una mezcla de Ca(OH)2, de SiO2 altamente disperso y de CaHPO4·2H2O, siendo de 2,0 la relación molar de Ca/Si y de 0,05 la de P/Si.. Después de la adición de 5 % en peso de unos núcleos de inoculación que estaban constituidos a base de -2CaO·SiO2·H2O, siguió durante 16 horas un tratamiento en un autoclave a 200 ºC, en el que la mezcla fue convertida en un producto intermedio. Después de la reacción en el autoclave, el producto intermedio producido contenía 87 % en peso de -2CaO·SiO2·H2O, 2 % en peso de calcita y 11 % en peso de unos componentes que son amorfos frente a los rayos X. El subsiguiente atemperamiento a 475 °C durante 60 min (con una velocidad de calentamiento 50 ºC/min) transformó al producto intermedio en un agente aglutinante reactivo que se componía de 48 % en peso de x-Ca2SiO4, 13 % en peso de γ-Ca2SiO4, 2 % en peso de calcita y 37 % en peso de unos componentes que son amorfos frente a los rayos X. La Figura 3 muestra el caudal de calor y la liberación de calor que se midieron en el calorímetro de flujo de calor.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la producción de un agente aglutinante, que comprende las etapas de:
    a) Poner a disposición un material de partida que está constituido a base de unas materias primas, que tienen una relación molar de Ca/Si de 1,5 a 2,5, en cuya determinación permanecen sin tomar en consideración aquellos componentes que se comportan de una manera inerte al realizar el tratamiento hidrotérmico en un autoclave,
    b) mezclar las materias primas,
    c) tratar hidrotérmicamente a la mezcla de materiales de partida que se había producido en la etapa b) en un autoclave a una temperatura de 100 a 300 ºC y durante un período de tiempo de permanencia de 0,1 a 24 h, siendo de 0,1 a 100 la relación de agua/material sólido,
    d) atemperar a 350 hasta 495 ºC el producto intermedio que se había obtenido en la etapa c), siendo de 10
  2. 6.000 ºC/min la velocidad de calentamiento y de 0,01 -600 min el período de tiempo de permanencia, caracterizado por que durante la mezcladura en b) y/o en las siguientes etapas, se añade de 0,1 a 30 % en peso de unos elementos y/u óxidos adicionales.
  3. 2.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que entre la mezcladura de los materiales de partida en b) y el tratamiento hidrotérmico en c) se lleva a cabo un adicional proceso de calcinación a unas temperaturas de 400 a 1.400 ºC, de manera preferida de 750 a 1.100 ºC.
  4. 3.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que para la deshidratación en la etapa d) durante el calentamiento a una temperatura de 400 -440 ºC se ajusta un período de tiempo de retención de 1 -120 min.
  5. 4.
    Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por que como elementos adicionales se utilizan sodio, potasio, boro, azufre o fósforo o unas combinaciones de los mismos.
  6. 5.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que como fuente para los elementos y/u óxidos adicionales se utilizan unas sales y/o unos hidróxidos de metales alcalinos y/o de metales alcalino-térreos.
  7. 6.
    Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que las sales y/o los hidróxidos de metales alcalinos y/o alcalino-térreos se escogen entre el conjunto que se compone de CaSO4·H2O, CaSO4·½H2O, CaSO4, CaHPO2·2H2O, Ca3P2O8, Na-OH, KOH, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, MgCO3, MgSO4, Na2Al2O4, Na3PO4, K3PO4,
    Na2[B4O5(OH)4]·8H2O o sus mezclas.
  8. 7.
    Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado por que antes del tratamiento hidrotérmico en c) se añade a la mezcla 0,01 -30 % en peso de unos núcleos de inoculación que contienen hidratos de silicatos de calcio.
  9. 8.
    Un agente aglutinante, que es obtenible mediante un procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 hasta 7.
  10. 9.
    Un agente aglutinante de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el agente aglutinante contiene 30 -100 % en peso de por lo menos de los siguientes compuestos: una fase que es amorfa frente a los rayos X (con una composición variable) y/o x-Ca2SiO4 y/o β-Ca2SiO4 y/o -Ca2SiO4 reactivo, con un grado de hidratación específico para ciertas fases de por lo menos 50 % en los primeros 7 días después de haber amasado con agua.
  11. 10.
    Un agente aglutinante de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado por que él contiene de manera preferida x-Ca2SiO4 con un contenido de > 30 % en peso y por lo menos una fase que es amorfa frente a los rayos X con un contenido de > 5 % en peso, sumándose hasta 100 % todas las proporciones del agente aglutinante.
  12. 11.
    Un agente aglutinante de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 10, caracterizado por que la superficie específica según BET del agente aglutinante está situada en el intervalo de 1 a 30 m2/g.
  13. 12.
    Un agente aglutinante de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 11, caracterizado por que los tetraedros de SiO2 en el agente aglutinante tienen un grado medio de condensación más pequeño que 1,0.
  14. 13.
    Un agente aglutinante de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 12, caracterizado por que el contenido de agua es de menos que 3,0 % en peso.
  15. 14.
    Utilización del agente aglutinante de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 13 para la producción de materiales de construcción, en particular de hormigón, mortero o revoque.
    6
ES12004620T 2012-06-20 2012-06-20 Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato Active ES2538091T5 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12004620.6A EP2676943B2 (de) 2012-06-20 2012-06-20 Verfahren zur Herstellung eines Belitzements mit hoher Reaktivitaet und geringem Calcium/Silicat-Verhaeltnis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2538091T3 true ES2538091T3 (es) 2015-06-17
ES2538091T5 ES2538091T5 (es) 2021-09-15

Family

ID=48692414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12004620T Active ES2538091T5 (es) 2012-06-20 2012-06-20 Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9321682B2 (es)
EP (1) EP2676943B2 (es)
CN (1) CN104540792B (es)
AU (1) AU2013279815B2 (es)
BR (1) BR112014031245A2 (es)
CA (1) CA2875404C (es)
EA (1) EA031022B1 (es)
ES (1) ES2538091T5 (es)
HK (1) HK1206328A1 (es)
IN (1) IN2014DN11013A (es)
PL (1) PL2676943T5 (es)
UA (1) UA114914C2 (es)
WO (1) WO2013189573A1 (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2801557E (pt) 2013-05-11 2015-11-26 Heidelbergcement Ag Processo para a produção de um cimento de silicato de magnésio belita-aluminato de cálcio
LT6284B (lt) 2014-11-11 2016-07-25 Kauno technologijos universitetas Bevandenių kalcio silikatų gamybos būdas ir tuo būdu gautas bevandenis kalcio silikatas
ES2693394T5 (es) 2015-06-16 2021-12-02 Heidelbergcement Ag Procedimiento para la producción de cementos altamente reactivos
WO2016202449A1 (de) * 2015-06-16 2016-12-22 Heidelbergcement Ag Anreger mit niedrigem ph-wert für klinkerersatzmaterialien
MA42373A (fr) * 2015-07-06 2021-04-21 Heidelbergcement Ag Procede de liaison de dioxyde de carbone
EP3459917A1 (en) 2017-09-26 2019-03-27 HeidelbergCement AG Manufacturing a binder with high beta-belite content
CN109867456B (zh) * 2017-12-01 2021-08-31 中南大学 一种硫酸镁的应用、包含硫酸镁的硅酸盐水泥及其制备和应用
CN109796169B (zh) * 2019-01-15 2021-04-20 武汉理工大学 一种复合增强碳化预制品的制备方法
CN115448624B (zh) * 2022-09-08 2023-07-21 中国建筑材料科学研究总院有限公司 一种高地热环境耐受型低热硅酸盐熟料的制备方法及应用

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD138197B1 (de) 1978-02-06 1981-02-25 Richard Schrader Verfahren zur herstellung von zement
DE3414196A1 (de) 1984-04-14 1985-10-31 Paul Ensle Stiftung & Co KG, 7100 Heilbronn Alkaliaktivierter belitzement
US5509962A (en) 1994-05-20 1996-04-23 Construction Technology Laboratories, Inc. Cement containing activated belite
CN1116240C (zh) * 1998-04-16 2003-07-30 郝立平 人工合成的水泥、混凝土掺合料的制造方法
EP1719741B1 (en) * 2004-02-26 2008-05-14 Fundacion Labein Construction cement and method for the producing thereof
DE102005037771B4 (de) 2005-08-10 2007-08-30 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Herstellung von Belit-Bindemittel
CN100429170C (zh) 2005-10-24 2008-10-29 南京工业大学 一种高阿利特硅酸盐水泥熟料及其制备方法
CN100357209C (zh) 2006-07-17 2007-12-26 济南大学 贝利特-硫铝酸钡钙水泥
DE102007035259B3 (de) 2007-07-27 2008-11-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Einphasiges hydraulisches Bindemittel, Verfahren zu seiner Herstellung und mit diesem Bindemittel hergestellter Baustoff
DE102007035258B3 (de) 2007-07-27 2008-11-20 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Einphasiges hydraulisches Bindemittel, Verfahren zu seiner Herstellung und mit diesem Bindemittel hergestellter Baustoff
DE102007035257B3 (de) 2007-07-27 2008-11-13 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Einphasiges hydraulisches Bindemittel, Verfahren zu seiner Herstellung und mit diesem Bindemittel hergestellter Baustoff
DE102009018632B4 (de) 2009-04-23 2011-11-24 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Herstellung eines belithaltigen Bindemittels
CN102351444B (zh) 2011-07-21 2013-05-22 新疆天业(集团)有限公司 全废渣低温急剧煅烧高标号水泥熟料方法
FR2987620B1 (fr) 2012-03-05 2016-01-01 Air Liquide Brique de construction comprenant une matiere poreuse dont la microstructure est controlee par l'ajout d'un agent de germination lors de son procede d'elaboration

Also Published As

Publication number Publication date
EP2676943A1 (de) 2013-12-25
HK1206328A1 (en) 2016-01-08
EP2676943B1 (de) 2015-04-08
WO2013189573A1 (de) 2013-12-27
PL2676943T5 (pl) 2021-07-05
EP2676943B2 (de) 2021-01-20
BR112014031245A2 (pt) 2017-06-27
EA201590050A1 (ru) 2015-04-30
AU2013279815B2 (en) 2017-02-02
US20150166409A1 (en) 2015-06-18
ES2538091T5 (es) 2021-09-15
PL2676943T3 (pl) 2015-08-31
CA2875404A1 (en) 2013-12-27
CN104540792A (zh) 2015-04-22
CN104540792B (zh) 2017-08-29
CA2875404C (en) 2017-01-17
UA114914C2 (uk) 2017-08-28
EA031022B1 (ru) 2018-11-30
IN2014DN11013A (es) 2015-09-25
AU2013279815A1 (en) 2014-12-18
US9321682B2 (en) 2016-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2538091T3 (es) Procedimiento para la producción de un cemento belítico con una alta reactividad y una pequeña relación de calcio a silicato
ES2553241T3 (es) Procedimiento para la producción de un cemento de silicato de magnesio, belita y aluminato de calcio
CN103889920B (zh) 含硫硅钙石的硫铝酸钙‑水泥
CN108883988B (zh) 金属硅酸盐水泥组合物及其蒸汽辅助生产方法
US8268071B2 (en) Sulfoaluminous clinker and method for preparing same
US20160031756A1 (en) Novel phosphorus-doped sulfo-belitic clinker
JP5880069B2 (ja) 初期強度発現性に優れた高ビーライト系クリンカ組成物、その製造方法及び高ビーライト系セメント組成物
US9409818B2 (en) Sulfo-aluminous clinker with a low belite content
ES2884782T3 (es) Fabricación de un conglomerante con alto contenido de beta-belita
JP7044996B2 (ja) セメント用急硬性添加材及びその製造方法
JP2008156187A (ja) 膨張性組成物
ES2832698T3 (es) Métodos de fabricación de conglomerantes hidráulicos a base de belita dendrítica
ES2673017T3 (es) Procedimiento y aditivo para el aumento de la resistencia inicial y empleo del aditivo
JP2016160159A (ja) セメントクリンカ及びセメント