NL7907466A

NL7907466A - Werkwijze voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement.

Info

Publication number: NL7907466A
Application number: NL7907466A
Authority: NL
Original assignee: Didier Werke Ag
Priority date: 1978-10-23
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1980-04-25
Also published as: DE2846132A1; DE2846132B2; BE879584A; GB2032907B; FR2439755A1; GB2032907A; FR2439755B1

Description

* «βΓ- K/C/lh/61 ν r .

Werkwijze voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement van pijpaarde , calciumoxide of een bij de toegepaste temperatuur CaO vormend materiaal en eventueel kleine hoeveelheden andere 5 additieven.

Bij de totnutoe gebruikelijke bereiding van klinker voor pijpaardecement worden de uitgangsmaterialen bij 1200-1600°C door sinteren of smelten van het grondstoffenmengsel bereid, dat bijvoorbeeld uit bauxiet of kalksteen 10 kan bestaan. Het hoofd der bestanddeel van de klinker voor toonaardecement is calciumaluminaat, dat ook als CA-fase wordt aangeduid en in fijne toestand kan verharden en zeer sterk kan zijn. Zulk een klinker voor pijpaardecement wordt na de bereiding fijn gemalen, eventueel onder toevoeging van 15 andere stoffen, zoals gips, mijnzand of hydraulische additieven, doch vooral van meer pijpaarde, of de andere bestanddelen van het toonaardecement worden na het malen van de fijn gemalen klinker daarmee vermengd ter verschaffing van het uiteindelijke pijpaardecement. Bij toevoeging van nog meer pijp-20 aarde aan de klinker als additief gedurende of na het malen daarvan worden de zogenaamde veel pijpaarde bevattende, vuurvaste pijpaardecementen met A^O^-gehalten tot 80 gew.% verkregen, die zeer vuurvast zijn.;

Bij de bereiding van klinker voor pijpaardecement 25 wordt er naar gestreefd, dat het calciumaluminaat, met name de CA-fase, in overheersende hoeveelheid aanwezig is. Er kunnen echter ook andere fasen gevormd worden, zoals CA2, Cl2A^ of CAg en . De fasen kunnen met de gewichtsverhoudingen van de uitgangsmaterialen in temen van de Cl203~gehalten 30 enerzijds en het CaO-gehalte anderzijds geregeld worden.

Verder is bekend, dat bij de bereiding van klinker voor pijpaardecement nog kleine hoeveelheden van andere additieven, zoals MgO, worden toegevoegd (zie Duitse octrooiaanvrage 1 150 612).

35 Gebleken is nu, dat klinker voor pijpaardecement bij gebruik van «^-pijpaarde met bepaalde eigenschappen ook 79074 66 * ^ . p

V

-2- uit een reaktie in een gefluidiseerde laag verkregen kunnen worden, welke reaktie aanzienlijk eenvoudiger en goedkoper is dan die bij de bekende werkwijzen voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement in een draaioven of door smelten.

5 Verder is gebleken., dat de hardingssnelheid van een pijpaardecement uit de klinker van de uitvinding geregeld kan worden met de wijze van afkoelen van de gesinterde klinker.

Bovendien kan -door de reaktie in een gef luidiseerde laag vanwege de kleine afmetingen van de reagerende deèl-10 tjes, de nauwkeurige reaktietemperatuur en -tijd een klinker met voorafbepaalde fasen-verhoudingen verkregen worden, naast de mogelijkheid van het instellen daarvan met de samenstelling van het uitgangsmengsel.

De klinker van de uitvinding bestaat uit betrek-15 kelijk kleine deeltjes, zodat het malen daarvan technisch op eenvoudige wijze en met veel minder energie kan geschieden.

De werkwijze van de uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt, dat a) een tenminste 50 gew.% o<-pijpaarde bevattende . 20 pijpaarde met een gemiddelde korrelgrootte van tenhoogste 10 pm kan worden gebruikt; b) de reaktie bij 1400-1450°C in een gefluidiseer-. de laag geschiedt; en c) het afkoelen van het gesinterde produkt even-25 tueel op een geschikte wijze geschiedt.

Volgens een gewenste uitvoeringsvorm wordt bij de eerste stap a) als pijpaarde een verslibbare pijpaarde gebruikt. In de Amerikaanse octrooischriften 3 432 313 en 3 516 840 zijn pijpaarde-soorten of -mengsels beschreven, die 30 als zulke verslibbare pijpaarden gebruikt kunnen worden.

Bij de bereiding daarvan, met name bij het op maat malen van de aglomeraten van aluminiumoxide-kristallieten wordt bij · ; voorkeur de werkwijze van het Amerikaanse octrooischrift 3 358 937 toegepast. Zulke pijpaardesoorten zijn in de handel 35 verkrijgbaar. Een pijpaarde wordt "verslibbare pijpaarde" of t "gietpijpaarde" genoemd, 'indien 90 gew.deel daarvan met 10 gew.deel water kan worden aangemaakt ter verschaffing van een gietbare slib, dus tot een tamelijk stabiele sol.

790 74 66

V

-3- s

Volgens een andere gewenste uitvoeringsvorm wordt een uitgangspijpaarde gebruikt, die voor 20-80 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-6 pa en voor 80-20 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde korrelgrootte van 1 pa 5 bestaat, welk mengsel bij voorkeur 90 gew.% deeltjes van onder 8 pn bevat.

Bij een nog een andere gewenste uitvoeringsvorm wordt een uitgangspijpaarde gebruikt, die voor 60-40 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-6 pa en voor 10 20-60 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 1 pa gebruikt, welk mengsel echter bij voorkeur 90 gew.% deeltjes van minder dan 8 pm bevat. Bij voorkeur bestaat de pijpaarde uit een weinig natrium bevattende volgens de Bayer-methode verkregen gecalcineerde pijpaarde. De reaktie in de gefluidi-15 seerde laag geschiedt bij voorkeur bij 1415-1435°C bij een gemiddelde verblijfsduur van de deeltjes van 10 min tot 2 uren bij voorkeur van 20 tot 60 min.

Volgens een werkwijze van de uitvinding wordt calciumoxide of bij de toegepaste temperatuur het oxiöevormen-20 de calciumcarbonaat met een deeltjesgrootte van ten hoogste 250 pa, en bij voorkeur van 150 pm, met meer voorkeur voor 50-250 pm, vooral 100-150 pm, gebruikt.

3ij gebruik van calciumcarbonaat werd dit met evenveel pijpaarde gebruikt, daar zulks de gewenste fasen 25 verschaft. Echter kunnen ze ook in andere verhoudingen gebruikt worden, bijvoorbeeld 36-42 gew.deel CaCO^ en 38-51 gew.deel Α120^, waarbij echter meer van andere fasen dan CA kunnen worden gevormd. Bij gebruik van niet zeer zuivere uitgangsmaterialen dient uiteraard rekening te worden gehouden met 30 de verontreinigingen, vooral ijzer of SiC^.

Verder kan het gunstig zijn, dat in de klinker van de uitvinding nog MgO of een bij de toegepaste temperatuur het oxidevormende materiaal, zoals MgCO^, verwerkt worden enwel in een hoeveelheid van 0,5-1,5 gew.%, bij voorkeur van 35 0,7-1,2 gew.%. Het MgO of MgCO^ dient in fijn gemalen toestand bij voorkeur met een deeltjesgrootte van minder dan 10 pm, gebruikt te worden.

Als in vorenstaande vermeld heeft de afkoeisnel- 79074 66

P

t -4- heid bij de bereiding van de klinker van de uitvinding een invloed op de hardingssnelheid. Indien bijvoorbeeld van 1430°C (temperatuur van de gefluidiseerde laag) tot 300°C wordt afgekoeld met een snelheid van 200°C/uur dan wordt na het malen 5 van de verkregen klinker en na toevoeging van meer pijpaarde een pijpaardecement met een hardingssnelheid van 20-40 min verkregen, terwijl bij een afkoelsnelheid van 600°C/uur onder overigens dezelfde omstandigheden de hardingssnelheid van het verkregen materiaal 30-60 min bedraagt.

10 Met de werkwijze van de uitvinding kan een klinker met de volgende fasen verkregen worden: 30-80 gew.% CA-fase 20-65 gew.% C^-^-fa-se l-10Lgew.% CA2~fase, 15 terwijl andere fasen slechts in veel geringere hoeveelheden aanwezig zijn, met name 1-2 gew.%.

Een cementklinker van de volgende samenstelling: 63-65 gew.% CA-fase 36-33 gew.% 2^7"fase 20 1- 2 gew.% CA2~fase, geniet met het oog op de hardingseigenschappen de voorkeur, daar daarmee na het vermengen met meer pijpaarde ter verschaffing van een pijpaardecement met 80 gew.% A1203 en het vormen van een vuurvaste massa van voornoemd cement een zeer klein 2-5 sterkteverval in de zogenaamde zwakte-zone van circa 600-1100°C wordt verkregen.

De vorming van voornoemde fasen kan met een rönt-gendiagram aangetoond worden.

Parameters ter beinvloeding van elk der fasen zijn 30 vooral de verblijfstijd in de sinterzone en de sintertemperatuur en in mindere mate de afkoelsnelheid.

Op die wijze kan met eenvoudige proeven vooraf voor een gegeven uitgangsmateriaal van een gegevenssamenstel-ling en korrelgrootte de parameters vastgesteld worden ter 35 verschaffing van een klinker voor pijpaardecement met voorafbepaalde fasen-verhoudingên.

Als in vorenstaande vermeld wordt de klinker na het bakken op bekende wijze fijngemalen, bijvoorbeeld tot een 780 7466 % 2 -5- gemiddelde Blaine-waarde van 8000 cm /gram.

De fijn gemalen klinker kan dan met de andere gebruikelijke additieven voor pijpaardecement vermengd worden, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van 100 gew.deel fijn gemalen 5 klinker op 100-125 gew.deel gecalcineerde of gebrande pijpaarde, vooral 3ayer-pijpaarde met een korrelgrootte van minder dan 44 jm.

Een ander voordeel van een van de klinker van de uitvinding verkregen pijpaardecement met een hoog A^O^-gehal-10 te is de goede sterkte in de zogenaamde zwakte-zone tussen circa 600 en 1100°C na de overgang van de hydraulische naar de keramische binding, dus na het uittreden van gebonden water.

De uitvinding zal aan de hand van het volgende voorbeeld worden verduidelijkt.

15 24 gew.deel o<-pijpaarde met een gemiddelde deel tjesgrootte van 5 jam, 24 gew.deel calciumcarbonaat met een deeltjesgrootte van 100-150 jam en 0,4 gew.deel MgO met een deeltjesgrootte van minder dan 10 pm worden in de vorm van een mengsel in een gefluidiseerde laag bij 1425 + 5°C gesin-20 terd. De gemiddelde verblijfsduur bedraagt circa 1 uur. Na afgekoeld te zijn wordt het verkregen materiaal tot een ge- 2 middelde Blaine-waarde van 8000 cm /gram vermalen.

De kristallografische analyse toont aan, dat het materiaal hoofdza!<elijk uit de CA-fase bestaat met slechts 25 een zeer geringe hoeveelheid van de CA2~fa.se, circa 35% C^A^-fase, sporen ©<-Korund en sporen van de CAg-fase.

24,2 gew.deel van de fijn gemalen klinker wordt gemalen met 25,8 gew.deel Bayer-pijpaarde met een deeltjesgrootte van minder dan 44 pm en een gehalte aan a-fase van 30 meer dan 90%.

Het verkregen pijpaardecement blijkt bij een vergeld jkingsproef bij 110°C een circa 10% hogere buigsterkte in de kou en druksterkte in de kou te verschaffen dan pijpaardecement uit de handel met een vergelijkbaar Al^O^-gehalte, 35 terwijl voornoemde waarden bij 1400-1800°C circa 20% hoger liggen.

79074 66

Claims

1. Werkwijze voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement uit pijpaarde, calciumoxide of een bij de toegepaste temperatuur het oxidevormende materiaal en eventueel 5 zeer geringe hoeveelheden bekende additieven, met het kenmerk, dat a) als pijpaarde een tenminste 50 gew.% o(-pijp-aarde bevattende pijpaarde met een gemiddelde korrelgrootte van minder dan 10 pn wordt gebruikt; 10 b) de reaktie in een gefluidiseerde laag bij 1400- 1450°C geschiedt; en c) eventueel het afkoelen van het gesinterde pro-dukt op beheerste wijze geschiedt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat als pijpaarde een verslibbare pijpaarde wordt gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als pijpaarde een materiaal wordt gebruikt, dat voor 20-80 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-5 ^um en voor 80-20 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde korrel- 20 grootte van 1 pm bestaat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat als pijpaarde een materiaal wordt gebruikt, dat voor 60-40 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-6 pn en voor 40-60 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde korrel- 25 grootte van 1 pm bestaat.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de reaktie bij 1415-1435°C geschiedt.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de reaktie in de gefluidiseerde laag 30 geschiedt met een gemiddelde verblijfstijd van de deeltjes van 10 min tot 2 uren.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-é, met het kenmerk, dat het afkoelen geschiedt met een snelheid van 400-700°C,/uur.

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de msslaire mengverhouding A^O^/CaO circa 1 bedraagt.

9. Klinker voor pijpaardecement, verkregen met de 790 7 4 66 -7- X _ werkwijze van conclusies 1-8.

10. Klinker volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat bij bestaat uit: 63-65 gew.% CA-fase; 5 36-33 gew.% C^2^-y~^ase' en 1- 2 gew.% CA2~fase.

11. Toepassing van de klinker van conclusie 10 of 11 voor de bereiding van pijpaardecement. 790 7466