ES2639132T3 - Clínker de endurecimiento ultrarrápido, composición de cemento que utiliza el mismo, y método para producir el mismo - Google Patents

Clínker de endurecimiento ultrarrápido, composición de cemento que utiliza el mismo, y método para producir el mismo Download PDF

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Abstract

Un proceso para preparar un clínker de endurecimiento ultrarrápido que comprende un compuesto de CaO-Al2O3- SiO2, que tiene una amorfia de al menos un 70%, y que tiene además una densidad verdadera después del recocido a 1.000°C que es menor de la que tenía antes del recocido, en el que, en el clínker de endurecimiento ultrarrápido, sobre una base másica, CaO es del 40 al 55%, Al2O3 de 40 al 55%, y SiO2 de 1 al 7%, en el que el proceso comprende mezclar un material de CaO, un material de Al2O3 y un material de SiO2, tratar térmicamente la mezcla a °1.600°C o más, seguido por un enfriamiento rápido a una velocidad de enfriamiento de al menos 1.000 K/s, y en el que el tratamiento térmico se lleva a cabo en una atmósfera reductora con una concentración de monóxido de carbono de al menos un 1% en volumen y una concentración de oxígeno de como máximo un 10% en volumen en una atmósfera de nitrógeno.

Description

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Clínker pulverizado producto D: Densidad verdadera: 2,99 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 52%, Al2O3: 40%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
5 Clínker pulverizado producto E: Densidad verdadera: 2,95 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 50%, Al2O3: 46%, SiO2: 2%, otros: 2%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
Clínker pulverizado producto F: Densidad verdadera: 2,97 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 46%, Al2O3: 46%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
15 Clínker pulverizado producto G: Densidad verdadera: 2,90 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 44%, Al2O3: 50%, SiO2: 3%, otros: 3%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
Clínker pulverizado producto H: Densidad verdadera: 2,98 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 46%, Al2O3: 51 %, SiO2: 1 %, otros: 2%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
25 Clínker pulverizado producto I: Densidad verdadera: 3,00 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 55%, Al2O3: 40%, SiO2: 3%, otros: 2%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
Clínker pulverizado producto J: Densidad verdadera: 3,02 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 57%, Al2O3: 40%, SiO2: 2%, otros: 1%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
35 Clínker pulverizado producto K: Densidad verdadera: 2,88 g/cm3, amorfia: 95%, CaO: 40%, Al2O3: 57%, SiO2: 2%, otros: 1%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
Clínker pulverizado producto L: Densidad verdadera: 2,97 g/cm3, amorfia: 90%, CaO: 45%, Al2O3: 47%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 7.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
45 Clínker pulverizado producto M: Densidad verdadera: 2,96 g/cm3, amorfia: 80%, CaO: 45%, Al2O3: 47%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 6.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
Clínker pulverizado producto N: Densidad verdadera: 2,95 g/cm3, amorfia: 70%, CaO: 45%, Al2O3: 47%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 5.000K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
55 Clínker pulverizado producto O: Densidad verdadera: 2,94 g/cm3, amorfia: 50%, CaO: 45%, Al2O3: 47%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 4.000 K/s. Área de la superficie específica Blaine: 5.000 cm2/g. Diámetro de partícula menor de 1,0 µm: 1,0%, diámetro de partícula mayor de 30 µm: 1,0%.
<Métodos de medida>
Amorfia: Una sustancia objeto se somete a recocido a 1.000°C durante 2 horas y, posteriormente, se enfría lentamente a una velocidad de enfriamiento de 5°C/min para cristalización. A continuación, el producto cristalizado 65 se midió por un método de difracción de rayos X en polvo para determinar una superficie So en el pico principal de un material cristalino. A continuación, a partir de una superficie S del pico principal de un cristal del material antes del
recocido, se determinó la amorfia X mediante la fórmula X (%) = 100 x (1-S/S0).
Densidad verdadera: Medida de acuerdo con un método de sustitución en fase gaseosa basado en el principio de Arquímedes, mediante un multipicnómetro.
5 Área de la superficie específica Blaine: Medida según la norma JIS R5201-1997 Physical testing methods for cement [Métodos de ensayo físico para el cemento].
Contenido de partículas que tienen un diámetro de partícula menor de 1.0 µm o un diámetro de partícula mayor de
10 30 µm: se usó un dispositivo de medición de la distribución de tamaño de partículas mediante difracción/dispersión láser LA-920, fabricado por HORIBA, Ltd. Un clínker pulverizado y clasificado se sometió a dispersión ultrasónica en etanol para medir la distribución del tamaño de partículas a un índice de refracción relativo de 130a0001. A partir de esta distribución del tamaño de partículas, se determinó el contenido de partículas que tienen un diámetro de partícula menor de 1,0 µm o mayor de 30 µm.
15 [Tabla 1]
N.º ensayo
Producto de clínker pulverizado Densidad verdadera antes del recocido (g/cm3) Densidad verdadera después del recocido (g/cm3) Amorfia (%) Observaciones
1-1
A 2,97 2,86 95 Ej.
1-2
B 2,98 2,89 95 Ej.
1-3
C 2,94 2,93 95 Ej.
1-4
D 2,99 2,91 95 Ej.
1-5
E 2,95 2,85 95 Ej.
1-6
F 2,97 2,87 95 Ej.
1-7
G 2,90 2,85 95 Ej.
1-8
H 2,98 2,86 95 Ej.
1-9
I 3,00 2,96 95 Ej.
1-10
J 3,02 3,11 95 Comp. Ej.
1-11
K 2,88 2,94 95 Comp. Ej.
1-12
L 2,97 2,90 90 Ej.
1-13
M 2,96 2,92 80 Ej.
1-14
N 2,95 2,94 70 Ej.
1-15
O 2,94 2,94 50 Comp. Ej.
En la Tabla 1, los productos de clínker pulverizado A a I, L, M y N comprenden un compuesto CaO-Al2O3-SiO2, tienen una amorfia de al menos un 70%, y además tienen una densidad verdadera después del recocido a 1.000°C
20 que es menor de la que tenía antes del recocido, en el que se contienen CaO de 40 al 55%, Al2O3 de 40 al 55%, y SiO2 de 1 al 7%. Por otra parte, los productos de clínker pulverizado J, K y O tienen una densidad verdadera después del recocido a 1.000°C que no es menor de la que tenía antes del recocido.
[Ejemplo de ensayo 2]
25 Usando cada uno de los productos de clínker pulverizado mostrado en la Tabla 1, se preparó un aglutinante que comprendía 70 partes de cemento, 15 partes del clínker y 15 partes de yeso anhidro, y en 100 partes del aglutinante, se combinaron 1,0 parte de carbonato alcalino, 0,2 partes de un ácido orgánico, 0,5 partes de un agente fluidificante, 0,05 partes de una sustancia de espumado con gas y 150 partes de un agregado de partículas finas para preparar
30 una composición de mortero en condiciones donde tanto la temperatura del material como la temperatura ambiente eran 5°C. En ese momento, se usaron 37 partes de agua de amasado por 100 partes en total del aglutinante. Se midieron la fluidez del mortero, el tiempo de manipulación, la expansión inicial, la velocidad de cambio de longitud y la resistencia a la compresión. Los resultados también se muestran en la Tabla 2.
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[Ejemplo de ensayo 5]
El clínker P se pulverizó y después se clasificó en partículas finas, partículas medias y partículas gruesas mediante un clasificador de corriente de gas, posteriormente, las partículas finas, las partículas medias y las partículas
5 gruesas se combinaron para tener un área de la superficie específica Blaine, un contenido de partículas de menos de 1,0 µm y un contenido de partículas de más de 30,0 µm como se muestra en la Tabla 6, y a continuación las propiedades físicas del mortero se evaluaron de la misma forma que en el Ejemplo de ensayo 2.
<Materiales usados>
10 Clínker P: Densidad: 2,98, amorfia: 95%, CaO: 45%, Al2O3: 47%, SiO2: 4%, otros: 4%. Temperatura de calentamiento: 1.700°C, velocidad de enfriamiento desde 1.400°C hasta 1.000°C: 8.000 K/s.
<Dispositivo usado> 15 Clasificador por corriente de gas: Nombre comercial Elbow-Jet PURO, fabricado por MATSUBO Corporation.
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