FI127048B - METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT Download PDF

Info

Publication number
FI127048B
FI127048B FI20145489A FI20145489A FI127048B FI 127048 B FI127048 B FI 127048B FI 20145489 A FI20145489 A FI 20145489A FI 20145489 A FI20145489 A FI 20145489A FI 127048 B FI127048 B FI 127048B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cement
fly ash
grain size
particles
clinker
Prior art date
Application number
FI20145489A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20145489A (en
Inventor
Aino Heikkinen-Mustonen
Original Assignee
Fatec Oy
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
Application filed by Fatec Oy filed Critical Fatec Oy
Priority to FI20145489A priority Critical patent/FI127048B/en
Priority to EP15799132.4A priority patent/EP3148954A4/en
Priority to PCT/FI2015/050367 priority patent/WO2015181447A1/en
Publication of FI20145489A publication Critical patent/FI20145489A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI127048B publication Critical patent/FI127048B/en

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
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions 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
    • C04B28/04Portland cements
    • 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
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0032Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
    • 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
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/26Cements from oil shales, residues or waste other than slag from raw materials containing flue dust, i.e. fly ash
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO SEMENTIN VALMISTAMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä ja patenttivaatimuksen 8 johdanto-osassa määritelty laitteisto sementin valmistamiseksi.The invention relates to a method as defined in the preamble of claim 1 and to an apparatus for the manufacture of cement as defined in the preamble of claim 8.

Betonin tekoon tarvittavan sementin valmistukseen käytetään jauhettua kalkkikiveä, johon sekoitetaan mm. savea ja seos poltetaan klinkkeriuunissa, jossa materiaali sintraantuu sementtimineraaleja käsittäväksi klinkkeriksi. Sementin raaka-aineena olevat klinkkerinoduulit jauhetaan sementti-jauheeksi esimerkiksi kuulamyllyssä ja jauhatuksen yhteydessä materiaaliin lisätään lisä- ja seosaineita haluttujen ominaisuuksien aikaansaamiseksi. Esimerkiksi materiaaliin lisätään kipsiä sitoutumisajan säätämiseksi. Kovettumisno-peutta voidaan säätää muun muassa sementtijauheen raekoolla. Yhtenä ongelmana sementin valmistuksessa on, että se tuottaa hyvin paljon CCk-päästöjä. Tässä hakemuksessa käytetään jauhetusta klinkkeristä nimitystä sementtijauhe riippumatta siitä, onko kyse puhtaasta klinkkerijauheesta vai sellaisesta seoksesta, jossa klink-kerimateriaaliin on lisätty seos- ja lisäaineita ennen jauhatusta tai jauhatuksen yhteydessä.Powdered limestone is used to make the cement needed for concrete making. the clay and the mixture are burned in a clinker furnace where the material is sintered to form cement minerals. The clinker modules, which are the raw material of the cement, are ground to a cement powder, for example in a ball mill, and in the course of grinding, additives and alloying agents are added to the material to achieve the desired properties. For example, gypsum is added to the material to adjust the setting time. The setting rate can be adjusted, for example, by the grain size of the cement powder. One problem with cement production is that it produces very high levels of CCk emissions. For the purposes of this application, ground clinker is referred to as cement powder, whether it is pure clinker powder or a mixture in which alloying and additives are added to the Klink clay material before or during grinding.

Lentotuhkaa on käytetty seosaineena jo tunnetun tekniikan mukaisesti sementin valmistuksessa, mutta tulokset eivät välttämättä ole olleet saatavan betonin lujuuden kannalta riittävän hyviä, sillä lentotuhkaa on yleisesti käytetty sellaisenaan, sitä mitenkään lajittelematta, jolloin betoni, jossa lajittelematonta lentotuhkaa on käytetty lisäaineena, on laadullisesti parantunut vain jonkin verran tai ei yhtään. Lentotuhkalla täydennetyt sementit sisältävät tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa yleensä noin 15-40% lentotuhkaa. Käsittelemättömän lentotuhkan käyttö on tyypillisesti kausiluonteista, käyttömäärät ovat rajallisia ja saatava hyöty on ollut pientä tiukkojen teknisten raja-arvojen määräämänä.Fly ash has been used as a compounding agent in cement production according to prior art, but the results may not have been good enough for the strength of the concrete obtained, since fly ash has been commonly used as such without any sorting, whereby concrete with unsorted fly ash or not at all. Fly ash-filled cements in prior art solutions generally contain about 15-40% fly ash. The use of untreated fly ash is typically seasonal, has limited use, and has yielded little benefit from stringent technical limits.

Tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa käsittelemätöntä lentotuhkaa on lisätty esimerkiksi muiden seosaineiden mukana sementinvalmistusprosessissa raaka-aineena käytettyyn klinkkerimateriaaliin ennen sementin jauhatusta, jonka jälkeen jauhatuslaitteessa hienonnettu ja seostettu sementti-jauhe on siirretty varastoon ja jakeluun. Ongelmana näissä ratkaisuissa on muun muassa se, että jauhatuksen tuloksena saadaan sementtiseos, jossa raekoko ei välttämättä ole kaikilta osiltaan hallittu. Tämä johtuu muun muassa siitä, että klinkkerimateriaalin ja eri seosaineiden keskinäisissä kovuuksissa on eroja, esimerkiksi seosaineena käytetty kuona voi olla huomattavasti kovempaa tai pehmeämpää kuin klinkkerimateriaali. Samoin lentotuhkassa voi olla klinkkeriä kovempia partikkeleita. Näin jokin kovempi ainesosa ei ehkä jauhaudukaan tarpeeksi pieneksi, tai pehmeämpi ainesosa jauhautuu liian pieneksi, jolloin sementtijauhe ei ole raekooltaan tarpeeksi homogeenista, vaan epämääräistä ja sementin laatu kärsii. Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada edullinen ja luotettava menetelmä ja laitteisto laadukkaan sementin valmistamiseksi. Tällöin tarkoituksena on muun muassa pyrkiä valmistamaan sementtiä, josta tehtävän betonin lujuusominaisuudet ja työs-tettävyys ovat nykyisiä tunnettuja ratkaisuja parempia. Lisäksi tarkoituksena on pyrkiä valmistamaan sementtiä, josta tehtävää betonia voidaan käyttää valmiiseen tuotteeseen nykyisiä betonilaatuja vähemmän. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.In prior art solutions, untreated fly ash is added, for example, with other alloying materials to the clinker material used as a raw material in the cement making process before the cement is ground, after which the crushed and doped cement powder is transferred to storage and distribution. The problem with these solutions is, among other things, that the grinding results in a cement mixture in which the grain size may not be fully controlled. This is due, among other things, to differences in hardness between the clinker material and the various alloying elements, for example the slag used as the alloying agent may be significantly harder or softer than the clinker material. Similarly, fly ash can contain particles that are harder than clinker. As a result, a harder ingredient may not be ground down enough, or a softer ingredient may be ground too small, resulting in a cement powder that is not homogeneous enough in grain size, but is indefinite and the cement quality suffers. It is an object of the present invention to overcome the above drawbacks and to provide an inexpensive and reliable method and apparatus for producing high quality cement. The purpose of this is, among other things, to try to produce cement, from which the strength properties and workability of the concrete to be made are better than the known solutions. In addition, the aim is to make cement that can be used in the finished product to a lesser extent than existing concrete grades. The method according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1. Correspondingly, the apparatus according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 8. Other embodiments of the invention are characterized in what is set forth in the other claims.

Keksinnön mukaisen ratkaisun yhtenä suurena etuna on muun muassa sementin valmistuksen aiheuttamien C02-päästöjen pieneneminen, koska klinkkeriä tarvitaan sementin valmistukseen vähemmän hyvin lajitellun lentotuhkan korvatessa osan klinkkeristä. Klinkkerimateriaalin korvaaminen lento-tuhkalla ei kuitenkaan onnistu niin hyvin lajittelemattomalla lentotuhkalla. Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla valmistetusta sementistä tehdyt betonituotteet ovat tasalaatuisia ja teknisesti luotettavia, jolloin betonin valmistuksessa tarvittava käyttömäärä on pienempi kuin perinteisestä sementistä tehdyissä betonituotteissa. Tällöin raaka-aine- ja kuljetus- sekä energiakustannuksia voidaan pienentää, jolloin ekologinen jalanjälki on pienempi kuin perinteisestä sementistä valmistetuilla betonituotteilla. Yhtenä etuna on vielä se, että sementti- ja lento-tuhkapartikkelit sekoittuvat keskenään optimaalisesti, kun lentotuhkapartikkelit ovat hallitun pyöreän muotoisia ja sopivasti pienempiä kuin sementtipartikkelit, jolloin seoksessa olevien partikkelien sitova ja lujuutta lisäävä reak-tiopinta-ala kasvaa, sekä samalla myös tarvittavan veden määrä pienenee. Seurauksena on betonin parantunut lujuus tietyn kovettumisajan jälkeen.One of the great advantages of the solution according to the invention is, among other things, the reduction of the C02 emissions caused by cement production, since clinker is required for the production of cement, while less well-sorted fly ash replaces part of the clinker. However, replacing clinker material with fly ash is not so successful with unsorted fly ash. Concrete products made from cement made by the method and equipment according to the invention are of uniform quality and technically reliable, whereby the amount of use required in concrete production is lower than in concrete products made from conventional cement. In this way, the raw material, transport and energy costs can be reduced, which results in a lower ecological footprint than concrete products made from traditional cement. A further advantage is that the cement and fly ash particles mix optimally when the fly ash particles are of a controlled circular shape and suitably smaller than the cement particles, thereby increasing the binding and strength reaction area of the particles in the mixture and also the amount of water required. decreases. The result is an improved strength of the concrete after a certain cure time.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin yksinkertaistettuihin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää yhtä tunnetun tekniikan mukaista menetelmää ja laitteistoa sivulta katsottuna ja yksinkertaistettuna kaaviokuvana, kuvio 2 esittää yhtä keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa sivulta katsottuna ja yksinkertaistettuna kaaviokuvana kuvio 3 esittää kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna näytettä juuri sekoitetusta märästä betonista ja kuvio 4 esittää kuviossa 3 pistekatkoviivoilla esitettyä näytteenottokohtaa huomattavasti suurennettuna ja kaaviollisesti.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying simplified drawings, in which Fig. 1 is a side and simplified schematic view of one prior art, Fig. 2 is a schematic side and simplified schematic view of Fig. and Fig. 4 shows a substantially enlarged and schematic view of the sampling point shown in dotted lines in Fig. 3.

Kuvion 1 esittämässä tunnetun tekniikan mukaisessa menetelmässä ja laitteistossa, eli lyhyemmin ratkaisussa, sementin pääraaka-aineena oleva klinkkeri on varastoitu varastosäiliöön 101, josta klinkkerimateriaalia siirretään kulloinkin tarvittava määrä siirtolaitteiston 102 avulla klinkkerin annostelusäiliöihin 103, josta klinkkeri siirretään edelleen kuljetinlaitteistolla 105 jauhatuslaitteistolle 106 jauhatukseen. Annostelulaitteiston yhteydessä klinkkerima-teriaaliin lisätään myös seosainesäiliöissä 104 olevat seosaineet, kuten kipsi, kuona ja esimerkiksi lajittelematon lentotuhka, jotka seosaineet kuljetetaan kuljetinlaitteistolla 105 jauhatuslaitteistolle 106, jossa sekä klinkkeri että seosaineet jauhetaan yhdessä. Jauhatuksen jälkeen jauhettu ja sekoitettu sementtijauhe kuljetetaan siirto-laitteiston 107 avulla sementin varastointi- ja annostelusäiliöihin 108, joista valmis sementtijauhe annostellaan jakelua varten, esimerkiksi jakeluautoihin 109 tai jake-lusäiliöihin 110.In the prior art method and apparatus, i.e., shorter solution, of the prior art cement clinker is stored in a storage container 101, from which the required amount of clinker material is transported by means of transfer equipment 102 to clinker dispensing containers 103, from which clinker is transported and transported. Along with the dispensing apparatus, alloying agents such as gypsum, slag and, for example, unsorted fly ash, are added to the clinker material, which are conveyed by conveyor apparatus 105 to refining apparatus 106 where both clinker and alloying agents are ground together. After grinding, the ground and mixed cement powder is conveyed by means of transfer equipment 107 to cement storage and dispensing tanks 108, from which the finished cement powder is dispensed for distribution, for example to delivery vehicles 109 or distribution containers 110.

Kuvion 2 esittämässä yhdessä keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteistossa, eli lyhyemmin ratkaisussa, sementin pääraaka-aineena oleva klinkkeri on varastoitu varastosäiliöön 1, josta klinkkerimateriaalia siirretään kulloinkin tarvittava määrä siirtolaitteiston 2 avulla klinkkerin annostelusäiliöihin 3, josta klinkkeri siirretään edelleen kuljetinlaitteistolla 6 jauhatuslaitteistolle 7 jauhatuk- seen. Yhden tai useamman annostelusäiliön 3 käsittävän an-nostelulaitteiston yhteydessä klinkkerimateriaaliin lisätään myös yhdessä tai useammassa seosainesäiliössä olevat seosaineet, kuten kipsi, kuona ja esimerkiksi seosainesäiliössä 4 oleva lajiteltu, raekooltaan olennaisen karkea lentotuhka, jotka seosaineet kuljetetaan kuljetinlaitteis-tolla 6 yhdessä klinkkerimassan kanssa jauhatuslaitteistol-le 7, jossa sekä klinkkeri että seosaineet jauhetaan yhdessä tunnetun tekniikan mukaiseen tapaan. Lajitellun karkean lentotuhkan keskihienous (D50) on olennaisesti n. 40-60 μπι. Jauhatuksen jälkeen jauhettu ja sekoitettu sementtijauhe kuljetetaan siirtolaitteiston 8 avulla sementin varastointi- ja annostelusäiliöihin 9, joista valmis sementtijauhe annostellaan jakelua varten, esimerkiksi jakeluautoihin 15 tai jakelusäiliöihin 16.In the method and apparatus according to the invention shown in Fig. 2, or in a shorter solution, the main cement clinker is stored in a storage container 1, from which the necessary amount of clinker material is transported by In the case of a dispensing apparatus comprising one or more metering tanks 3, the admixtures in the clinker material, such as gypsum, slag, and e.g. , wherein both the clinker and the alloying elements are ground together in a manner known in the art. The average fineness (D50) of the screened coarse fly ash is essentially about 40-60 μπι. After grinding, the powdered and mixed cement powder is transported by means of transfer equipment 8 to cement storage and dispensing tanks 9, from which the finished cement powder is dispensed for distribution, for example to delivery vehicles 15 or distribution containers 16.

Erona tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin on nyt kuitenkin se, että tavanomaisen sementinvalmistuslaitteiston yhteyteen on lisätty etukäteen haluttuun raekokoon lajitellun lentotuhkan annostelulaitteisto 12, jonka avulla samalla sementinvalmistuslaitteistolla voidaan tehdä tavanomaisen sementin lisäksi koostumukseltaan erittäin tasalaatuisia erikoissementtejä, joista tehty betoni on esimerkiksi erittäin lujaa ja hyvin työstettävää, tai näin tehdyllä betonilla on muita haluttuja ominaisuuksia, kuten hidas tai nopea lujuuden saavuttaminen.However, unlike prior art solutions, it is now the case that conventional cement making equipment has been preceded by a fly ash dispensing device 12 of the sorted grain size desired to provide the same cement making equipment with a the concrete thus made has other desirable properties, such as slow or rapid strength gain.

Lentotuhkan annostelulaitteistoon 12 kuuluu punnitusyksikkö 12a ja sekoitusyksikkö 12b, jossa punnitusyksiköllä 12a punnitut ainesosat sekoitetaan keskenään ja siirretään kul-jetinlaitteistolla 13 erikoissementin varastointi- ja annostelusäiliöihin 14, joista valmis erikoissementtijauhe annostellaan jakelua varten, esimerkiksi jakeluautoihin 15 tai jakelusäiliöihin 16.The fly ash dispensing apparatus 12 includes a weighing unit 12a and a mixing unit 12b, wherein the ingredients weighed by the weighing unit 12a are mixed together and transported by a conveyor device 13 to special cement storage and dispensing containers 14, from which special cement powder is dispensed or dispensed, e.g.

Keksinnön mukaiseen laitteistoon kuuluu yksi tai useampi lisäseosainesäiliö 5, 5a, joka on yhdistetty kuljetinlait-teiston 10 avulla annostelulaitteiston 12 punnitusyksikköön 12a. Esimerkin mukaisessa ratkaisussa lisäseosainesäiliöitä on kaksi, mutta niitä voi olla siis vain yksi tai useampiakin kuin kaksi, esimerkiksi 3, 4, 5 tai 6. Ensimmäisessä lisäseosainesäiliössä 5 on raekooltaan erittäin hienoa, valmiiksi lajiteltua lentotuhkaa, jonka keskihienous (D50) on esimerkiksi välillä 1-8 pm. Vastaavasti toisessa lisäseosainesäiliössä 5a voi olla raekooltaan karkeampaa, valmiiksi lajiteltua lentotuhkaa, jonka keskihienous (D50) on esimerkiksi välillä 8-16 pm, kolmannessa lisäseosainesäiliössä voi olla raekooltaan edelleen karkeampaa, valmiiksi lajiteltua lentotuhkaa, jonka keskihienous (D50) on esimerkiksi välillä 17-40 pm, jne. Tarkoin valitun raekoon lisäksi on edullista, että lajitellut lentotuhkahiukkaset ovat muodoltaan olennaisen pyöreitä, jolloin betonia tehtäessä tarvittava veden määrä pienenee, mistä seuraa lisäksi betonin lujuuden kasvaminen.The apparatus according to the invention comprises one or more auxiliary material reservoirs 5, 5a which are connected by means of a conveyor device 10 to a weighing unit 12a of the metering apparatus 12. In the example solution, there are two additive tanks, but there can be only one or more than two, for example 3, 4, 5 or 6. The first additive canister 5 has a very fine, pre-sorted fly ash with a mean refinement (D50) of e.g. 8 pm. Similarly, the second additive container 5a may have a coarser grain size, pre-sorted fly ash having a mean particle size (D50) of between 8 and 16 pm, the third additional ingredient container may have a coarser grain size, pre-sorted fly ash (D50) e.g. , etc. In addition to the carefully selected grain size, it is advantageous that the screened fly ash particles have a substantially circular shape, whereby the amount of water required to make the concrete is reduced, which further increases the strength of the concrete.

Lisäseosainesäiliöstä 5 tai 5a, jne. valmiiksi lajiteltua lentotuhkaa siirretään kuljetinlaitteiston 10 avulla suoraan punnitusyksikköön 12a punnittavaksi ja edelleen punnituksen jälkeen sekoitusyksikköön 12b, johon tuodaan myös jauhatuslaitteistolla 7 jauhettua sementtijauhetta, joka on joko aivan puhdasta klinkkerijauhetta tai johon on sekoitettu tarvittava määrä mahdollisia muita lisä- ja seosaineita. Edellä mainittu jauhettu sementtijauhe erotetaan esimerkiksi siirtolaitteiston 8 yhteydessä olevan jakelu-laitteen 8a avulla varastointi- ja annostelusäiliöihin 9 menevästä materiaalista ja johdetaan kuljetinlaitteiston 11 kautta annostelulaitteiston 12 punnitusyksikölle 12a punnitukseen ja punnituksen jälkeen sekoitusyksikköön 12b.The pre-sorted fly ash from the additive reservoir 5 or 5a, etc. is conveyed by means of conveyor 10 directly to the weighing unit 12a for weighing and further after weighing to the mixing unit 12b, which is also supplied with alloying elements. For example, the aforementioned powdered cement powder is separated from the material entering the storage and dosing containers 9 by means of a dispensing device 8a in connection with the transfer apparatus 8 and passed through the conveyor device 11 to the weighing unit 12a and after mixing to the mixing unit 12b.

Keksinnön mukaisesti valmiiksi jauhettuun sementtijauhee-seen sekoitetaan sekoitusyksikössä 12b sopivassa suhteessa lajiteltua, raekooltaan erittäin pientä lentotuhkaa, jolloin näin saadusta parannetusta sementtijauheesta tehdyn betonin lujuusominaisuudet ja työstettävyys paranevat tunnetun tekniikan mukaiseen sementtiin verrattuna. Tällöin sementtijauhe, johon mainittua hienoa lentotuhkaa lisätään voi sisältää pelkästään jauhettua klinkkeriä, tai klinkkerin seassa voi olla pieniä määriä lisäaineita tai muita seosaineita, kuten kipsiä. Lisäksi joissakin tapauksissa klinkkerin seassa voi olla em. lisä- ja seosaineiden lisäksi tai asemesta kuonaa ja/tai mainittua hienoa lentotuhkaa karkeampaa lentotuhkaa, joka on jauhettu jauhatuslaitteis-tossa 7 yhdessä klinkkerin kanssa.According to the invention, the pre-ground cement powder is blended in a mixing unit 12b with an appropriate proportion of fly ash of very low grain size, whereby the strength and workability of the concrete made from the improved cement powder thus obtained are improved compared with prior art cement. In this case, the cement powder to which said fine fly ash is added may contain only ground clinker, or small amounts of additives or other alloying agents, such as gypsum, may be present in the clinker. In addition, in some cases, the clinker may include, in addition to or instead of the aforementioned additives and alloying agents, slag and / or said coarse fly ash which has been ground in a grinding apparatus 7 together with the clinker.

Taulukossa 1 on esitetty ote eräästä koetuloksesta, jossa lajiteltiin lentotuhkaa testilaitteella keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston käyttöön. Siinä tuote nro 1 (Tuote 1) on olennaisesti lajittelematon karkea lähtöaine ja tuote nro 5 on kaikista hienojakoisin aine. Pystysarak-keissa on esitetty neljä eri tilavuusprosenttiarvoa: D10, joka vastaa 10%; D50, joka vastaa 50%; D97, joka vastaa 97%; ja D100, joka vastaa 100%. Sarakkeissa esitetyt desimaaliluvut ovat lentotuhkamateriaalin raekokoja mikrometreinä (pm) .Table 1 shows an excerpt from a test result in which fly ash was sorted with a test device for use in the method and apparatus of the invention. In it, Product # 1 (Product 1) is a substantially unsorted rough starting material and Product # 5 is the finest material of all. The vertical columns show four different volume percentages: D10 corresponding to 10%; D50 corresponding to 50%; D97 corresponding to 97%; and D100, which corresponds to 100%. The decimal figures in the columns are the grain size of the fly ash material in micrometres (pm).

Taulukko 1table 1

Esimerkiksi jos tarkastellaan alinta tuotetta nro 5, nähdään, että lajittelussa on mennyt koko materiaalista 100% läpi seulasta, jonka reikäkoko on 4 pm, eli lajitellussa tuotteessa suurin raekoko on 4 pm. Yleisesti tärkeämpänä kriteerinä pidetään kuitenkin raekokoa arvolla D97, joka useimmiten riittää arvon D100 sijaan, ja tuotetta arvioidaan yleisesti arvolla D50, jolla määritetään tuotteen raekoon keskihienous. Taulukosta 1 nähdään, että tuotteen nro 5 keskihienous D50 on siis 1,46 pm ja enemmän kuin 10% tuotteesta on materiaalia, jonka raekoko on alle 1 pm, eli osa tuotteesta kuuluu raekooltaan jo nanometriluokkaan.For example, if you look at the lowest product # 5, you will see that the sorting has gone through 100% of the entire material through a 4 µm screen, i.e. the largest grain size of the sorted product is 4 µm. However, the generally more important criterion is the grain size of D97, which is usually sufficient instead of D100, and the product is generally rated at D50, which determines the average grain size of the product. Table 1 shows that the average fineness D50 of product # 5 is thus 1.46 µm and more than 10% of the product is material with a particle size of less than 1 µm, i.e., some of the product is already in the nanometer size range.

Lentotuhkan käsitteleminen ja lajitteleminen raekooltaan juuri tietyn kokoisiin tuotteisiin mahdollistaa näiden tuotteiden edullisen ja tarkoituksen mukaisen hyötykäytön erilaisiin käyttötarkoituksiin. Esimerkiksi betoniin käytetyn sementin lisäaineena juuri raekooltaan oikein valittu lentotuhka muun muassa parantaa betonin laatua ja lujuutta sekä alentaa betonin hintaa ja vähentää betoniin tarvittavan klinkkerin kulutusta, jolloin myös ekologinen jalanjälki paranee.Handling and sorting fly ash into products of a particular particle size enables these products to be economically and appropriately utilized for a variety of applications. For example, fly ash, which has the right grain size as an additive to cement used in concrete, improves the quality and strength of the concrete, as well as lowering the price of the concrete and reducing the clinker consumption of the concrete.

Taulukossa 2 on esitetty ote eräästä koetuloksesta, jossa testattiin K40 lujuusluokan betonin puristuslujuuden kehitystä. Vertailtavina tuotteina oli tunnetun tekniikan mukaisella sementillä valmistettu betoni ja keksinnön mukaisella erikoissementillä valmistettu betoni, jossa jauhettuun klinkkerimateriaaliin oli lisätty erittäin hienoa, raekooltaan lajiteltua lentotuhkaa.Table 2 shows an excerpt from a test result testing the development of compressive strength of K40 strength concrete. The products to be compared were concrete made from prior art cement and concrete made from special cement according to the invention, in which very fine, granulated fly ash was added to the ground clinker material.

Taulukko 2Table 2

Vertailukohtana oli siis tunnetun tekniikan (Prior Art) mukaisesta sementistä valmistettu betoni, jonka valmistukseen käytettiin 300 kg sementtiä, jossa ei ollut seosaineena lentotuhkaa. Täysi puristuslujuus kehittyi vähitellen niin, että ensimmäisen vuorokauden jälkeen puristuslujuus oli 15 MPa ja 28 vuorokauden päästä 45 MPa.The benchmark was thus concrete made from prior art cement (Prior Art) using 300 kg cement without fly ash. Full compression strength gradually developed so that after the first day the compression strength was 15 MPa and after 28 days 45 MPa.

Vastaavasti keksinnön mukaisella erikoissementillä valmistettuun betoniin tarvittiin samojen lujuusominaisuuksien saavuttamiseksi vain 225 kg sementtiä ja 15 kg erittäin hienoa, raekooltaan lajiteltua lentotuhkaa, joka oli sekoitettu sementtijauheeseen klinkkerin jauhatuksen jälkeen. Puuttuva tilavuusmäärä voitiin korvata luonnon omalla materiaalilla eli hiekalla. Alkuperäiseen sementtimäärään (300 kg) nähden keksinnön mukaista sementtiä riitti 25% pienempi määrä (225 kg) saman lopputuloksen saavuttamiseksi, kunhan sementtiin lisättiin seosaineeksi 15 kg lentotuhkaa, joka määrä on 5% alun perin tarvittuun sementtimäärään (300 kg) nähden. Tässä yhteydessä prosenttimääriä esitettäessä tarkoitetaan painoprosentteja. Koska sementin määrää voitiin vähentää saman lopputuloksen saavuttamiseksi ja sementin valmistus rasittaa CCb-päästöineen paljon luontoa, on keksinnön mukaisella ratkaisulla valmistettu sementtiseos mui- den etujensa lisäksi myös paljon ympäristöystävällisempää kuin tunnetun tekniikan mukainen sementti.Similarly, in order to achieve the same strength properties, the concrete made with the special cement according to the invention required only 225 kg of cement and 15 kg of very fine, sorted fly ash mixed with the cement powder after the clinker grinding. The missing volume could be replaced by nature's own material, sand. A 25% lower amount (225 kg) of cement according to the invention was sufficient compared to the original amount of cement (300 kg), provided that 15 kg of fly ash was added to the cement, which is 5% of the initially required amount of cement (300 kg). In this context, percentages refer to percentages by weight. Because the amount of cement could be reduced to achieve the same result and the cement production with its CCb emissions is a lot of burden on the environment, the cement mixture produced according to the invention is not only more advantageous but also more environmentally friendly than prior art cement.

Kun betonin valmistuksessa tarvittavan sementin lisäaineena käytetään tarkasti oikeaan raekokoon lajiteltua lentotuh-kaa, voidaan lentotuhkaa lisäksi käyttää vähemmän kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa saman lopputuloksen saavuttamiseksi, eli 15-40% sijasta lentotuhkaa tarvitaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa vain 2-14% muun sementti-materiaalin määrästä. Tällöin lentotuhkan raekoko on esimerkiksi seuraava: D50 on välillä 1-8 pm, D97 on välillä 2-60 pm ja D100 on välillä 3-80 pm. Vastaavasti D10 on välillä 0,5-2 pm.In addition, using ash fly ash graded to the correct grain size as a cement additive for concrete production, less fly ash can be used than prior art solutions to achieve the same result, i.e. instead of 15-40% fly ash requires only 2-14% of other cement material. . For example, the grain size of the fly ash is, for example: D50 between 1-8 µm, D97 between 2-60 µm and D100 between 3-80 µm. Similarly, D10 is in the range of 0.5 to 2 µm.

Taulukossa 3 on esitetty ote eräästä toisesta koetuloksesta, jossa testattiin betonin puristuslujuuden kehitystä. Vertailtavina tuotteina oli tunnetun tekniikan mukaisella sementillä valmistettu betoni, jossa klinkkerimateriaaliin oli lisätty lentotuhkaa ennen klinkkerin jauhatusta, ja kolme keksinnön mukaisella erikoissementillä valmistettua betonia, joissa jauhettuun klinkkerimateriaaliin oli lisätty eri prosenttimäärä erittäin hienoa, raekooltaan lajiteltua lentotuhkaa, jonka raekoko oli pienempi kuin jauhetun klinkkerimateriaalin raekoko.Table 3 shows an excerpt from another test result testing the development of compressive strength of concrete. Comparable products were state-of-the-art cement concrete with fly ash added to the clinker material prior to clinker grinding, and three concretes made with special cement according to the invention, with varying percentages of ultra-fine, smaller grain size and smaller particle size ash.

Taulukko 3Table 3

Taulukon 3 sarakkeessa Prior Art (20-25%) on esitetty tunnetun tekniikan mukaisesta sementtiseoksesta tehdyn betonin puristuslujuuksia 1, 7, 28 ja 91 vrk betonivalun jälkeen. Tällöin lajittelematonta tai hyvin karkeaksi lajiteltua lentotuhkaa on lisätty painoprosentteina klinkkerimateriaa-liin n. 20-25% ennen klinkkerimateriaalin jauhatusta.Column Priority (20-25%) in Table 3 shows the compressive strengths of concrete made from prior art cement mixture 1, 7, 28 and 91 days after concrete casting. In this case, unsorted or very coarse sorted fly ash is added as a weight percentage to the clinker material by about 20-25% before grinding the clinker material.

Vastaavasti sarakkeessa Keksintö 1 (20%) on esitetty yhdestä keksinnön mukaisesta sementtiseoksesta tehdyn betonin puristuslujuuksia 1, 7, 28 ja 91 vrk betonivalun jälkeen. Tällöin keksinnön mukaisesti lajiteltua, raekooltaan jauhetun klinkkerimateriaalin raekokoa pienempää lentotuhkaa on lisätty painoprosentteina 20% olennaisen puhtaaseen sementti j auheeseen, joka on n. 95%:sen puhdasta ja seostettu vain muilla tavanomaisilla seosaineilla, kuten kipsillä, mutta ei lentotuhkalla. Tällöin siis lentotuhka on lisätty vasta klinkkerin jauhatuksen jälkeen. Sarakkeessa Keksintö 2 (25%) on esitetty yhdestä toisesta keksinnön mukaisesta sementtiseoksesta tehdyn betonin puristuslujuuksia 1, 7, 28 ja 91 vrk betonivalun jälkeen. Tässä tapauksessa lentotuhkaa on lisätty samalla tavoin kuin edellisessäkin sarakkeessa, mutta nyt painoprosentteina 25% jauhetun klinkkerin määrästä. Ja sarakkeessa Keksintö 3 (5%) on esitetty yhdestä kolmannesta keksinnön mukaisesta sementtiseoksesta tehdyn betonin puristuslujuuksia 1, 28 ja 91 vrk betonivalun jälkeen. Tässäkin tapauksessa lentotuhkaa on lisätty samalla tavoin kuin kahdessa edellisessä sarakkeessa, mutta nyt painoprosentteina vain 5% jauhetun klinkkerin määrästä.Correspondingly, column 1 of the Invention 1 (20%) shows the compressive strengths of concrete made from one cementitious mixture according to the invention 1, 7, 28 and 91 days after concrete casting. In this case, fly ash smaller than the grain size of the clinker material, sized according to the invention, is added as a weight percentage to 20% substantially pure cement powder, which is about 95% pure and doped only with other conventional alloys such as gypsum. Thus, the fly ash is added only after the clinker has been ground. Column 2 of the Invention 2 (25%) shows the compressive strengths of concrete made from another cement mixture according to the invention 1, 7, 28 and 91 days after the concrete casting. In this case, fly ash has been added in the same way as in the previous column but now 25% by weight of the amount of powdered clinker. And column 3 of the Invention (5%) shows the compressive strengths of concrete made from one third of the cement mixture according to the invention 1, 28 and 91 days after the concrete casting. Again, fly ash has been added in the same way as in the previous two columns, but now only 5% by weight of the amount of ground clinker.

Taulukon 3 koetuloksista nähdään hyvin selvästi, että keksinnön mukaisista sementtiseoksista (Keksintö 1-3) tehdyn betonin puristuslujuus on huomattavasti suurempi kuin tunnetun tekniikan mukaisesta, lentotuhkalla seostetusta sementistä (Prior Art) tehdyn betonin puristuslujuus. Esimerkiksi sementtiseos Keksintö 3 saavuttaa jo yhden vuorokau- den kuluttua valusta 15 MPa puristuslujuuden, eli kaksi kertaa suuremman puristuslujuuden kuin sementtiseoksesta Prior Art tehty betoni.It is very clear from the test results in Table 3 that the compressive strength of the concrete made from the cementitious compositions according to the invention (Invention 1-3) is significantly higher than that of the prior art concrete made from fly ash. For example, the cementitious composition Inventive 3 achieves a compressive strength of 15 MPa already one day after casting, i.e. twice the compressive strength of a concrete made from a cement composite Prior Art.

Taulukon 3 koetuloksista voidaan tehdä myös sellainen johtopäätös, että haluttaessa korostaa hyvää alkulujuutta betonin valmistuksessa käytettävään jauhettuun sementtijau-heeseen sekoitetaan lisäaineeksi keksinnön mukaisesti lajiteltua lentotuhkaa vähemmän kuin silloin, jos haluttaisiin korostaa hyvää loppulujuutta. Esimerkiksi sementtiseoksen Keksintö 3 puristuslujuus on vielä 28 vrk betonivalun jälkeen suurempi kuin muiden kokeessa olleiden sementtiseosten Keksintö 1 ja Keksintö 2, kun taas näiden puristuslujuus on sementtiseosta Keksintö 3 suurempi vasta 91 vrk betonivalun jälkeen. Loppulujuus siis paranee, kun jauhettuun sementti-jauheeseen sekoitetaan lisäaineeksi keksinnön mukaisesti lajiteltua lentotuhkaa enemmän kuin 5%, mutta vähemmän kuin 25%. Tarkkoja prosenttimääriä ei ole kokeissa kuitenkaan selvitetty.It can also be concluded from the test results in Table 3 that, if one wishes to emphasize the good initial strength, the fly ash graded according to the invention is mixed with an additive to the ground cement powder used in concrete production than if it is desired to emphasize a good final strength. For example, the compressive strength of the cementitious composition of Invention 3 is still 28 days after the concrete casting is higher than the other cementitious compositions of Invention 1 and Invention 2, whereas their compressive strength is only higher after 91 days of concrete casting. Thus, the final strength is improved when more than 5% but less than 25% of fly ash graded according to the invention is mixed with the powdered cement powder as an additive. However, the exact percentages have not been determined in the experiments.

Voidaan kuitenkin määritellä esimerkiksi, että korostettaessa valmistetun betonin alkulujuutta lisätään jauhettuun sementtijauheeseen keksinnön mukaisesti lajiteltua lento-tuhkaa painoprosentteina noin N% sementtijauheen määrästä, jossa N on 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 tai 14 tai näiden kokonaislukujen osia. Vastaavasti korostettaessa valmistetun betonin loppulujuutta lisätään jauhettuun sementti jauheeseen keksinnön mukaisesti lajiteltua lentotuhkaa painoprosentteina noin N% sementtijauheen määrästä, jossa N on 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26...40 tai näiden kokonaislukujen osia.However, it may be determined, for example, that, when emphasizing the initial strength of the concrete produced, the fly ash, sorted according to the invention, is added to the ground cement powder as a percentage by weight of about N% of the cement powder amount N 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, , 13 or 14, or fractions of these integers. Similarly, when emphasizing the final strength of the concrete produced, the fly ash, sorted according to the invention, is added to the ground cement powder in a weight percentage of about N% of the amount of cement powder where N is 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 ... 40 or parts of these integers.

Kuviossa 3 on esitetty kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna näyte juuri sekoitetusta märästä betonista, jossa on vinoviivoilla esitetyn, sideaineena olevan sementtigeelin 17 seassa vahvikkeena sekä pieniä kiviä 18 että suurempia kiviä 19. Lisäksi betonissa voi olla metalli- ja muita vahvikkeita, mutta niitä ei ole kuviossa esitetty. Kuvioon 3 on lisätty myös pistekatkoviivoilla esitetty näytteenotto-kohta 20, joka on esitetty paljon suurennettuna kuviossa 4.Fig. 3 is a schematic and simplified view of a freshly mixed wet concrete with reinforced cement gel 17 as a binder with both small stones 18 and larger stones 19. Additionally, concrete and other reinforcements may be present but are not shown. Fig. 3 is also supplemented with a dotted line sampling point 20, which is shown at a much enlarged level in Fig. 4.

Kuvion 4 mukainen betonin näytepala on kaaviollinen ja yksinkertaistettu ja siinä on esitetty vain, miten keksinnön mukaisesti lajitellun lentotuhkan hiukkaset eli rakeet 21 ovat sijoittuneet niitä suurempien sementtihiukkasten eli sementtirakeiden 22 väliin tiivistäen sideaineena toimivan sementtimassan rakennetta. Ilman sementtirakeita 22 kooltaan pienempiä lentotuhkarakeita 21 sementtirakeiden 22 väliin jäisi turhan paljon tyhjää tilaa, esimerkiksi noin 2-15%, joka tyhjä tila heikentää rakennetta. Sementin lisäaineena käytetty, sementtirakeita 22 pienirakeisempi ja käyttötarkoitukseen raekooltaan oikein valittu lentotuhka siis lisää fyysisesti seoksen partikkelien reaktiopinta-alaa ja sitä kautta sementin lujuutta ja näin vahvistaa lentotuh-kalla lisätystä sementistä valmistettua betonia ja betonista tulee paremmin työstettävää sekä valettavaa. Lisäksi raekooltaan pienet hiukkaset korvaavat käytettävän veden ja sementin määrää, koska sementtirakeiden 22 tyhjät tilat täyttyisivät muutoin sementti-vesiseoksella. Tämäkin ominaisuus auttaa säästämään raaka-aineena olevaa sementtiä. Samoin muun muassa kuivumishalkeamat vähenevät ja pakkasenkestävyys paranee käytettäessä raekooltaan ennalta lajiteltuja pieniä lentotuhkahiukkasia 21 sementtihiukkasten 22 seassa.The concrete sample of Fig. 4 is schematic and simplified showing only how the fly ash particles or granules 21 according to the invention are positioned between the larger cement particles or cement granules 22, thereby compacting the structure of the cementitious mass which acts as a binder. Without the cement granules 22, the fly ash particles 21 of smaller size would leave too much empty space between the cement granules 22, for example about 2-15%, which would weaken the structure. The fly ash used as a cement additive, which is smaller in size than the cement granules and which has the right grain size for use, physically increases the reaction surface area of the mixture particles and thereby the cement strength, thereby enhancing concrete and concrete made from fly cement. In addition, small particle size particles replace the amount of water and cement used, since the voids of the cement granules 22 would otherwise be filled with cement-water mixture. This feature also helps to save the cement used as a raw material. Similarly, drying cracks and frost resistance, among other things, are reduced by the use of pre-sorted small fly ash particles 21 among cement particles 22.

Tunnetun tekniikan mukaisesti sementtiä valmistettaessa raekooltaan lajittelematon lentotuhka lisätään klinkkerima-teriaaliin ennen klinkkerimateriaalin jauhatusta. Tällöin ei ole kuitenkaan mahdollista saada välttämättä raekooltaan oikean kokoista lentotuhkaa juuri valmistettavan sementti- laadun ominaisuuksiin nähden. Keksinnön mukaisesti raekooltaan juuri oikeankokoista lentotuhkaa lisätään klinkkerima-teriaaliin, jossa on pieniä määriä mahdollisesti tarvittavia lisä- ja seosaineita, vasta materiaalin jauhatuksen jälkeen, jolloin käytettävän lentotuhkan raekoko riippuu valmistettavan sementin käyttötarkoituksesta. Näin suuria sementtirakeita 22 sisältävään sementtiin lisätään raekooltaan suurirakeisempaa lentotuhkaa ja pienempiä sementtira-keita 22 sisältävään sementtiin lisätään raekooltaan pie-nempirakeisempaa lentotuhkaa. Näin saadaan laadultaan hyviä sementtiseoksia eri käyttötarkoituksiin. Raekokomääritte-lyssä käytetään sekä lentotuhkan että sementtijauheen kes-kihienoutta (D50) .According to prior art cement fly ash of unsorted grain size is added to the clinker material before grinding the clinker material. However, in this case, it is not possible to obtain fly ash of the correct grain size with respect to the properties of the cement quality being produced. According to the invention, fly ash of just the right grain size is added to the clinker material with small amounts of optional additives and alloying agents, only after the material has been ground, whereby the grain size of the fly ash used depends on the intended use of the cement. Cement containing granules 22 of this size is supplemented with fly ash of higher grain size and fly ash with less granule is added to cement containing smaller granules 22. This gives high quality cement mixes for various applications. The mean grain size (D50) of both fly ash and cement powder is used to determine the grain size.

Keksinnön mukaisesti betonin valmistukseen tehtävään sementtiin sekoitetaan sementtirakeita 22 pienempiä lentotuh-karakeita 21 täyttämään sementtirakeiden 22 välisiä tyhjiä tiloja. Tällöin keksinnön mukaiseen ratkaisuun kuuluu ainakin yksi lentotuhkan lisäseosainesäiliö 5, joka sisältää raekooltaan lajiteltua lentotuhkaa, jonka hiukkasten 21 raekoko on keskihienoudeltaan (D50) välillä n. (0,1...0, 8)* klinkkerimateriaalin hiukkasten 22 raekoko, sopivasti n. ( 0,2...0, 7) *klinkkerimateriaalin hiukkasten 22 raekoko, edullisesti n. ( 0,3...0, 6 ) *klinkkerimateriaalin hiukkasten 22 raekoko ja sopivimmin n. ( 0, 4...0,5) *klinkkerimateriaalin hiukkasten 22 raekoko. Edellä olevat hiukkasten raekoot on määritelty lentotuhkahiukkasten 21 ja klinkkerimateriaalin hiukkasten 22 keskihienouden (D50) mukaan.According to the invention, fly ash particles 21 smaller than cement granules 22 are mixed with cement for the production of concrete to fill the voids between the cement granules 22. Thus, the solution according to the invention comprises at least one fly ash additive container 5, which contains a fly ash of grain size sorted, having a particle size 21 of average particle size (D50) of about (0.1-0.8) * particle size 22 of clinker material. 0.2 ... 0.7) * particle size 22 of clinker material particles, preferably approx. (0.3-0.6) * particle size 22 of clinker material particles and preferably approx. (0.4 ... 0.5) * the grain size of the clinker material particles 22. The above particle grain sizes are defined by the average fineness (D50) of the fly ash particles 21 and the clinker material particles 22.

Lisäseosainesäiliöstä 5, 5a, jne lisätään kulloinkin valmistettavaan sementtilaatuun sopivaa lentotuhkaa siten, että klinkkerimateriaaliin lisätään klinkkerimateriaalin jauhatuksen jälkeen raekooltaan ennalta lajiteltua lentotuhkaa, jonka olennaisen pyöreiden hiukkasten 21 raekoko on keskihienoudeltaan (D50) pienempi kuin kulloinkin valmis- tettavan sementtiseoksen jauhetun klinkkerimateriaalin, eli sementtijauheen hiukkasten 22 vastaava keskihienouden (D50) mukainen raekoko. Tällöin halutun sementtilaadun mukaan raekooltaan tarkasti ennalta lajiteltua ja valittua lentotuhkaa sekoitetaan jau-hatuslaitteistolla 7 jauhettuun klinkkerimateriaaliin eli sementtijauheeseen, jossa on n. 0-4% mahdollisesti tarvittavia lisä- ja seosaineita, painoprosentteina esimerkiksi joko noin 2-40% materiaalin määrästä, tai vain noin 2-14% materiaalin määrästä, sopivasti esimerkiksi noin 3-10% ja edullisesti esimerkiksi noin 5-8% tai mikä tahansa sopiva prosenttimäärä edellä esitetyistä väleistä, eli noin 4, 6, 7, 9, 11, 12 tai 13 prosenttia tai näiden osia. Esimerkiksi, kun jauhettua klinkkerimateriaalia eli sementtijauhetta mahdollisine lisä- ja seosaineineen on 100 kg, 3-12% sekoitussuhteella lentotuhkaa sekoitetaan sementtijauheeseen 3-12 kg. Sekoitettava lentotuhka otetaan esimerkiksi lisä-seosainesäiliöstä 5, kuljetetaan annosteluyksikköön 12 kul-jetinlaitteiston 10 avulla ja punnitaan sekä sekoitetaan annosteluyksikön 12 avulla jauhatuslaitteistosta 7 tulleeseen klinkkerimateriaaliin eli sementtijauheeseen, joka johdetaan annosteluyksikköön 12 kuljetinlaitteiston 11 avulla. Näin sementin valmistuksessa käytettävän lentotuhkan määrä voi siis olla tarkan raekokolajittelun ansiosta paljon pienempikin kuin tunnetun tekniikan mukaisesti käytetty noin 15-40% klinkkerimateriaalin määrästä, vaikkakin enemmän säästöä klinkkerin määrässä saavutetaan suuremmalla prosenttiluvulla. Lisäksi suurempi prosenttimäärä lajiteltua lentotuhkaa klinkkerin jauhatuksen jälkeen lisättynä mahdollistaa betonin suuremman puristuslujuuden betonin kovettumisen edistyttyä pidemmälle, eli betonin suuremman loppu-lujuuden .From the additive material container 5, 5a, etc., suitable fly ash is added to the respective cement grade, such that after grinding the clinker material, a fly ash of a pre-sorted particle size (D) with a finely divided particle size of Corresponding average grain size (D50) grain size. Then, according to the desired cement quality, the fly ash, which has been pre-sorted and selected according to grain size, is mixed with clinker material 7, ie cement powder containing about 0-4% by weight of any required additives and admixtures. 2 to 14% by weight of the material, suitably for example about 3 to 10% and preferably for example about 5 to 8% or any suitable percentage within the above ranges, i.e. about 4, 6, 7, 9, 11, 12 or 13% or parts thereof . For example, when the powdered clinker material, or cement powder, with its possible additives and admixtures, is 100 kg, the fly ash is mixed with the cement powder with 3-12 kg in a mixing ratio of 3-12%. The fly ash to be mixed is taken, for example, from the additive reservoir 5, conveyed to the dispensing unit 12 by means of a conveyor device 10 and weighed and mixed by means of the dispensing unit 12 with the clinker material from the refining plant 7, i.e. cement powder. Thus, the amount of fly ash used in cement production can be much smaller than the approximately 15-40% of the amount of clinker material used in the prior art, due to the fine granulate sorting, although more savings in the amount of clinker are achieved. In addition, a higher percentage of sorted fly ash after clinker grinding, allows for greater compressive strength of the concrete as the concrete hardens further, i.e., higher final strength of the concrete.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla valmistettu erikoissementti sopii hyvin erittäin lujan betonin valmistamiseksi esimerkiksi tavallisen betonilujuuden tuottavan sementin valmistuksen yhteydessä.The special cement produced by the method and apparatus according to the invention is well suited for the production of high strength concrete, for example in connection with the production of ordinary concrete with high strength strength.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovel-lutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Olennaista on, että käytetään raekooltaan käyttötarkoituksen mukaan lajiteltua li-säainetuotetta, kuten lentotuhkaa, jolloin tiedetään olennaisen tarkasti mainitun lisäainetuotteen raekoko, ja että lisäainetuote lisätään sementtiseokseen klinkkerimateriaa-lin jauhatuksen jälkeen.It will be apparent to one skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples above, but may vary within the scope of the following claims. It is essential that an additive product, such as fly ash, graded according to the intended use is used, whereby the grain size of said additive product is substantially accurately known, and that the additive product is added to the cement mixture after grinding the clinker material.

Claims (11)

1. Ett förfarande för framställning av cement, i vilket förfarande man till det klinkermaterial som malts till cementpulver för att förbättra cementens egenskaper tillsätter tillsats- och/eller blandningsämnen, såsom flygaska som är sorterad enligt kornstorlek, vars partiklar (21) har mindre kornstorlek än cementpulvrets cementpartiklar (22), och i vilken sorterade flygaska finns väsentligen runda flygaskpartiklar, kännetecknat av att man för att framhäva initialhållfastheten som tillsatsämne i det cementpulver som används vid framställningen av cement blandar flygaska i viktprocenterna ca N % av mängden cementpulver, där N är 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 eller 14 eller delar av dessa heltal, och att man för att framhäva sluthållfastheten i det cementpulver som används vid framställningen av betong som tillsatsämne blandar flygaska i viktprocenterna ca N % av mängden cementpulver, där N är 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26...40 eller delar av dessa heltal .1. A process for the production of cement, in which process is added to the clinker material ground to cement powder to improve the properties of the cement, additives and / or blends, such as fly ash sorted by grain size, whose particles (21) have a smaller grain size than cement powder cement particles (22), and in which sorted fly ash are essentially round fly ash particles, characterized in that in order to emphasize the initial strength as an additive in the cement powder used in the production of cement, fly ash in weight percent mixes about N% of the amount of cement powder, where N is 2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14 or parts of these integers, and to emphasize the final strength of the cement powder used in the manufacture of concrete as an additive, fly ash mixes in the weight percentages about N% of the amount of cement powder, where N is 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 ... 40 or your parts of these integers. 2. Ett förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att man i samband med cementframställningsprocessen i det cementpulver som malts av klinkermaterial tillsätter enligt kornstorleken noggrant sorterad flygaska med en genomsnittlig finhetsgrad inom intervallet 1-8 μπι i viktprocenterna ca 2-25 %, eller ca 3-14 %, lämpligt 4-10 % och förmånligt ca 5-8 % av mängden malet klinkermaterial.2. A process according to claim 1, characterized in that, in the cementing process in the cement powder milled from clinker material, according to the grain size, carefully sorted fly ash with an average degree of fineness within the range 1-8 μπι in the weight percentages is added about 2-25%, or about 3 -14%, preferably 4-10% and preferably about 5-8% of the amount of ground tile material. 3. Ett förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att flygaska med fin kornstorlek med en malningsanord-ning (7) tillsätts det malda klinkermaterialet efter målningen genom att överföra det klinkermaterial som kommer från malningsanordningen (7) till en doseringsanordning (12) i anslutning till anordningen, till vilken också överförs den enligt kornstorlek sorterade flygaska som skall tillsättas, vilken finns i en tillsatsämnesbehållare (5, 5a) för flygaska och väga materialmängderna i en vägnings-enhet (12a) i doseringsanordningen (12) och blanda de vägda materialmängderna i en blandningsenhet (12b) i doseringsanordningen (12) samt överföra den på detta sätt blandade specialcementen till lagrings- och doseringsbehållare (14).A method according to claim 1 or 2, characterized in that fine grain size fly ash with a grinding device (7) is added to the milled clinker material after grinding by transferring the clinker material coming from the grinding device (7) to a dosing device (12). connection to the device, to which is also added the grain-sized fly ash to be added, which is contained in a fly ash additive container (5, 5a) and weigh the amounts of material in a weighing unit (12a) of the metering device (12) and mix the weighted amounts of material in a mixing unit (12b) in the metering device (12) and transferring the special cement thus mixed to storage and metering containers (14). 4. Ett förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att flygaska med fin kornstorlek med en malningsanord-ning (7) tillsätts det malda klinkermaterialet efter målningen genom att överföra en del av det klinkermaterial (7) som kommer från malningsanordningen (7) till doseringsanordningen (12), till vilken också överförs den enligt kornstorlek sorterade flygaska som skall tillsättas, och väga materialmängderna i doseringsanordningens (12) vägningsen-het (12a) och blanda de vägda materialmängderna i doseringsanordningens (12) blandningsenhet (12b) samt överföra den på detta sätt blandade specialcementen till lagrings- och doseringsbehållare (14).A method according to claim 1 or 2, characterized in that fine grain size fly ash with a grinding device (7) is added to the milled clinker material after grinding by transferring a portion of the clinker material (7) coming from the grinding device (7) to the dosing device (12), to which is also transferred the grain-sized fly ash to be added, and weighing the amounts of material in the weighing unit (12) of the dosing device (12a) and mixing the weighed amounts of material in the mixing unit (12b) of the dosing device (12b) and transferring it to this way, the special cement was mixed into storage and dosing containers (14). 5. Ett förfarande enligt något av de tidigare patentkraven, kännetecknat av att man ökar reaktionsytan på cementblandningens partiklar genom att till cementpulvret tillsätta flygaskpartiklar (21) med en kornstorlek som är mindre än kornstorleken på cementblandningens partiklar (22), vilka man genom blandning placerar i de tomma utrymmena mellan cementpartiklarna (22).A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction surface of the cement mixture particles is increased by adding to the cement powder particle fly ash (21) with a grain size smaller than the grain size of the cement mixture particles (22) which the empty spaces between the cement particles (22). 6. Ett förfarande enligt något av de tidigare patentkraven, kännetecknat av att man till det malda klinkermaterialet tillsätter enligt kornstorleken sorterad flygaska, vars partiklar (21) har en kornstorlek med en genomsnittlig fin- hetsgrad (D50) inom intervallet ca (0,1-0,8)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhetsgraden (D50) i klinker-materialets partiklar (22), lämpligt ca (0,2... 0,7)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhetsgraden (D50) i klinkermaterialets partiklar (22), förmånligt ca (0,3...0,6)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhetsgraden i klinkermaterialets partiklar (22) och lämpligast ca (0,4...0,5)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhets-graden (D50) i klinkermaterialets partiklar (22).6. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the ground fly size material is added according to the grain size sorted fly ash, whose particles (21) have a grain size with an average degree of fineness (D50) in the range of about (0.1). 0.8) * the grain size according to the average degree of fineness (D50) in the particles of the clinker material (22), preferably about (0.2 ... 0.7) * the grain size according to the average degree of fineness (D50) in the particles of the clinker material (22) , preferably about (0.3 ... 0.6) * grain size according to the average degree of fineness in the particles of the clinker material (22) and most preferably about (0.4 ... 0.5) * grain size according to the average degree of fineness (D50 ) in the particles of the clinker material (22). 7. Ett förfarande enligt något av de tidigare patentkraven, kännetecknat av att kornstorlekarna på den flygaska som tillsätts det malda klinkermaterialet är en eller flera av följande: D10 är inom intervallet 0,5-2 pm; D50 är inom intervallet 1-8 pm; D97 är inom intervallet 2-40 pm och D100 är inom intervallet 3-80 pm.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grain sizes of the fly ash added to the ground clinker material are one or more of the following: D10 is in the range 0.5-2 pm; D50 is in the range of 1-8 µm; D97 is in the range 2-40 pm and D100 is in the range 3-80 pm. 8. En anordning för framställning av cement, till vilken anordning hör åtminstone en grupp doseringsbehållare (3), en av en grupp transportör- och förflyttningsanordningar (6, 8) bildad överföringsväg för att leda det material som skall hanteras från en plats till en annan som ett materialflöde samt en malningsanordning (7) och en eller flera behållare (5, 5a) för tilläggsblandningsämne innefattande flygaska som innehåller flygaskpartiklar som är sorterade enligt kornstorlek och är väsentligen runda samt en grupp lagrings- och doseringsbehållare (9, 14) för cement, och att till anordningen hör åtminstone en med en blandningsenhet (12b) försedd doseringsanordning (12), som med hjälp av en första transportöranordning (10) är förenad med en eller flera behållare för tilläggsblandningsämne (5, 5a), med hjälp av en andra transportöranordning (8,11) med ett materialflöde av cementpulver som malts av klinker och med hjälp av en tredje transportöranordning (13) med en lagrings- och doseringsbehållare (14) för cement som i bland- ningsenheten (12b) blandats av nämnda flygaska och nämnda cementpulver, kännetecknad av att det i samband med den första änden av transportöranordningen (8, 11) finns en distributionsanordning (8a), varmed en del av det cementpulver som erhålls från malningsanordningen (7) avskiljs för att överföras till doseringsanordningen (12) och den andra delen av nämnda cementpulver leds för att överföras till en lagrings- och doseringsbehållare (9).A device for making cement, to which the device belongs to at least one group of dispensing containers (3), a transfer path formed by a group of conveyor and displacement devices (6, 8) for passing the material to be handled from one place to another as a material flow, as well as a grinding device (7) and one or more receptacles (5, 5a) for supplementary blend material comprising fly ash containing fly ash particles which are sorted by grain size and are essentially round and a group of cement storage and dispensing containers (9, 14), and that the device comprises at least one metering device (12b) provided with a mixing unit (12), which is connected by means of a first conveyor device (10) to one or more containers for supplementary mixing material (5, 5a), by means of a second conveyor device (8.11) with a material flow of cement powder ground by clinker and with the help of a third conveyor device ng (13) with a cement storage and dispensing container (14) mixed in said mixing unit (12b) by said fly ash and said cement powder, characterized in that there is in connection with the first end of the conveyor device (8, 11) distribution device (8a), whereby a portion of the cement powder obtained from the grinding device (7) is separated to be transferred to the dosing device (12) and the other part of said cement powder is passed to be transferred to a storage and dosing container (9). 9. En anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att malningsanordningen (7) med hjälp av transportöranordningen (8, 11) har förenats med doseringsanordningen (12) för att överföra det cementpulver som malts med malningsanordningen (7) direkt till doseringsanordningen (12).A device according to claim 8, characterized in that the grinding device (7) is connected to the dosing device (12) by means of the conveyor device (8, 11) for transferring the cement powder ground with the grinding device (7) directly to the dosing device (12). 10. En anordning enligt patentkrav 8 eller 9, kännetecknad av att till anordningen hör en vägningsanordning (12a) för vägning av blandningsmängderna cementpulver som erhålls från malningsanordningen (7) och finkornig flygaska som skall blandas i cementpulvret innan de nämnda beståndsdelarna blandas i blandningsenheten (12b).A device according to claim 8 or 9, characterized in that the device comprises a weighing device (12a) for weighing the amounts of cement powder obtained from the grinding device (7) and fine grain fly ash to be mixed in the cement powder before the said ingredients are mixed in the mixing unit (12b). ). 11. En anordning enligt patentkrav 8, 9 eller 10, kännetecknad av att åtminstone en behållare för tilläggsbland-ningsämne (5) är anordnad för att innehålla sorterad flygaska, där flygaskans partiklar (21) har en kornstorlek med en genomsnittlig finhetsgrad (D50) inom intervallet ca (0,1...0, 8)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhets-graden (D50) i klinkermaterialets partiklar (22), lämpligt ca (0,2... 0,7)* kornstorleken enligt den genomsnittliga fin-hetsgraden (D50) i klinkermaterialets partiklar (22), förmånligt ca (0,3...0, 6)* kornstorleken enligt den genomsnittliga finhetsgraden i klinkermaterialets partiklar (22) och lämpligast ca (0,4...0,5)* kornstorleken enligt den genom- snittliga finhetsgraden (D50)i klinkermaterialets partiklar (22) .Apparatus according to claim 8, 9 or 10, characterized in that at least one additional blend container (5) is arranged to contain sorted fly ash, wherein the fly ash particles (21) have a grain size with an average degree of fineness (D50) within the range about (0.1 ... 0, 8) * the grain size according to the average degree of fineness (D50) in the particles of the clinker material (22), suitably about (0.2 ... 0.7) * the grain size according to the average fine degree of density (D50) in the particles of the clinker material (22), preferably about (0.3 ... 0, 6) ) * grain size according to the average degree of fineness (D50) of the particles of the clinker material (22).
FI20145489A 2014-05-28 2014-05-28 METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT FI127048B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20145489A FI127048B (en) 2014-05-28 2014-05-28 METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT
EP15799132.4A EP3148954A4 (en) 2014-05-28 2015-05-27 Method and apparatus for manufacturing cement
PCT/FI2015/050367 WO2015181447A1 (en) 2014-05-28 2015-05-27 Method and apparatus for manufacturing cement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20145489A FI127048B (en) 2014-05-28 2014-05-28 METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20145489A FI20145489A (en) 2015-11-29
FI127048B true FI127048B (en) 2017-10-13

Family

ID=54698166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20145489A FI127048B (en) 2014-05-28 2014-05-28 METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3148954A4 (en)
FI (1) FI127048B (en)
WO (1) WO2015181447A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116840007A (en) * 2023-06-28 2023-10-03 中国建筑材料科学研究总院有限公司 High-flux preparation method and device for graded metering cement-based material

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2930215B2 (en) * 1990-04-17 1999-08-03 株式会社四国総合研究所 Cement composition for watertight concrete and method for producing the same
US5772752A (en) * 1994-05-20 1998-06-30 New Jersey Institute Of Technology Sulfate and acid resistant concrete and mortar
FI126025B (en) * 2012-09-12 2016-05-31 Fatec Oy Process and plant for the treatment of materials classified as waste, product produced by the process and use of the product

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015181447A1 (en) 2015-12-03
EP3148954A4 (en) 2018-03-28
EP3148954A1 (en) 2017-04-05
FI20145489A (en) 2015-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Felekoğlu et al. Optimization of fineness to maximize the strength activity of high-calcium ground fly ash–Portland cement composites
CN103553395B (en) A kind of low cement content regeneration green concrete and preparation method thereof
US20160159692A1 (en) Method for producing nano-cement, and nano-cement
CN103936369B (en) C30 level simple grain level regeneration self-compacting concrete and preparation method thereof
CN103936368B (en) C40 level simple grain level regeneration self-compacting concrete and preparation method thereof
CN109437718A (en) A kind of C40 grades of large dosage solid waste concrete and preparation method thereof
CN105036621A (en) High-strength superfine iron tailing mixed sand concrete
CN104743975A (en) Iron tailing super-fine sand concrete
CN102887679B (en) Preparation method of high-strength fully-recycled coarse aggregate concrete
CN105461274B (en) A kind of low concrete of creeping
CN107500685A (en) A kind of application of cemented filling material containing rice-straw fibre in mining with stowing
CN107500634A (en) A kind of application of cemented filling material containing polypropylene fibre in mining with stowing
CN105314938B (en) A kind of low drying shrinkage anti-crack concrete
CN101638924B (en) Limestone tailing-bricks and preparation method thereof
CN107352894A (en) A kind of iron tailings sand dry-mixed masonry mortar
CN110482966B (en) Composite cemented filling material and preparation method and application thereof
CN107640940A (en) A kind of filler containing polypropylene fibre and its application in mining with stowing
CN107500686A (en) A kind of filler containing rice-straw fibre and its application in mining with stowing
CN104144897A (en) Process for the preparation of cement, mortars, concrete compositions containing a calcium carbonate - based filler containing an organosiliceous material, the said "filler(s) blend" being treated with a superplastifier, cement compositions and cement products obtained, and their applications
WO2016198087A1 (en) Method to produce aggregates from unsettled cementitious mixtures
CN104803647A (en) Masonry mortar with iron tailings substituting for partial natural sand
CN104891930A (en) Special cementing material for fine-particle-scale gangue paste and preparation method
FI127048B (en) METHOD AND APPARATUS FOR PREPARING CEMENT
KR101785709B1 (en) CONCRETE AND A METHOD OF MANUFACTURING CONCRETE MIXED THE 5 ~ 13 mm COARSE AGGREGATE
CN107226656A (en) The C80 high performance concretes that a kind of use high content stone powder aggregate chips is prepared

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127048

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B