NL7907467A

NL7907467A - PIPE CEMENT.

Info

Publication number: NL7907467A
Application number: NL7907467A
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: DE2846131C3; DE2846131B2; DE2846131A1; BE879583A; GB2033369B; FR2439756B1; FR2439756A1; GB2033369A

Description

* K/O/lil/62 .* K / O / lil / 62.

Pijpaardecement.Pipe earth cement.

De uitvinding heeft betrekking op een pijpaarde-cement, bevattende gemalen klinker voor pijpaardecement, gemalen pijpaarde en eventueel bauxiet, sillimaniet, kerfaliet en/of andere als pijpaarde-drager bekende stoffen in gemalen 5 toestand, evenals eventueel andere secondaire bestanddelen.The invention relates to a pipe earth cement, containing ground clinker for pipe earth cement, ground pipe earth and optionally bauxite, silimanite, kerphalite and / or other substances known as ground earth carrier in ground condition, as well as optionally other secondary components.

Pijpaardecement in zuivere vorm is te omschrijven met de empirische formule CaO. 2, SA^Og. Voor de hydraulische harding wordt in eerste instantie de zogenaamde CA-fase, dus het CaO.A^O^/ verantwoordelijk gesteld. Bij de bereiding 10 van een hoogwaardig pi jpaardecement wordt klinker voor pi jpaardecement door sinteren of smelten verschaft, welke klinker dan na fijn gemalen te zijn wordt vermengd met meer pijpaarde, bauxiet, sillimaniet, kerfaliet of een andere pijpaardedrager teneinde tot voomoemde totaal-samensteiling te komen. Echter 15 kan de klinker voor pijpaardecement tezamen met de pijpaarde of de andere additieven gemalen worden. Pijpaardedragers zijn bijvoorbeeld klei met tenminste 35 gew.% A^O^-Pipe cement in pure form can be described with the empirical formula CaO. 2, SA ^ Og. The so-called CA phase, ie the CaO.A ^ O ^ /, is initially held responsible for the hydraulic curing. In the preparation of a high quality pipe cement, clinker for pipe cement is provided by sintering or melting, which clinker is then mixed with more pipe clay, bauxite, silimanite, kerphalite or other pipe clay support after finely ground to form the aforementioned total composition. come. However, the pipe earth cement clinker can be ground together with the pipe earth or the other additives. Pipe earth carriers are, for example, clay with at least 35 wt.% A ^ O ^ -

Gebruikelijke secondaire bestanddelen zijn bijvoorbeeld vloeimiddelen of oppervlakte-actieve stoffen.Common secondary ingredients are, for example, fluxes or surfactants.

20 Al naar de uitgangsmaterialen bevat een goed vuur vast pi jpaardecement 65-80 gew.% A^O^-Depending on the starting materials, a good fire solid pipe cement contains 65-80 wt.% A ^ O ^ -

Bij de gebruikelijke bereiding van klinker voor pijpaardecement worden de uitgangsmaterialen door sinteren in een draaioven of door smelten van het grondstoffenmengsei, dat 25 bijvoorbeeld uit bauxiet, pijpaarde enerzijds en kalksteen anderzijds kan bestaan, bij 1200-1600°C verkregen. Verder is bekend, dat bij de bereiding van klinker voor pijpaardecement nog andere additieven in geringere hoeveelheden worden verwerkt, zoals MgO (Duitse octrooiaanvrage 1 150 612).In the usual preparation of clinker for pipe earth cement, the starting materials are obtained at 1200-1600 ° C by sintering in a rotary kiln or by melting the raw material mixing egg, which may for instance consist of bauxite, pipe earth on the one hand and limestone on the other. It is further known that in the preparation of clinker for pipe cement, even other additives are processed in smaller quantities, such as MgO (German patent application 1 150 612).

30 In een gelijk hiermee ingediende octrooiaanvrage met de titel "Werkwijze voor de bereiding van klinker voor pijpaardecement" (N.O.A.........) is de bereiding van klin ker voor pijpaardecement beschreven ter verschaffing van een bepaald pijpaardecement met een hoog Al^O^-gehalte tot circa 35 80 gew.%, voor de aanmaak van welk cement ter verschaffing van mengsel vcor vuurvast beton slechts zeer weinig water 7907467 / -2- 'S' 4 nodig is. Het pijpaardecement van dé uitvinding verschaft bovendien een vuurvast beton met goede sterkte-eigenschappen in de kou en in de warmte.A co-pending patent application entitled "Process for the preparation of pipe clay cement clinker" (NOA ........) discloses the preparation of pipe clay cement clincher to provide a particular pipe cement with a high Al Content of up to about 35% by weight, for the production of which cement only a little water 7907467 / -2- 'S' 4 is required to provide the refractory concrete mixture. The pipe cement of the invention additionally provides a refractory concrete with good strength properties in the cold and in the heat.

Het pijpaardecement van de uitvinding bevat 5 a) klinker voor pijpaardecement, verkregen door sinteren van een tenminste 50 gew.% o(-pijpaarde bevattende pijpaarde met een gemiddelde korrelgrootte van 10 pm en CaO of een bij de toegepaste temperatuur het oxidevormende materiaal en eventueel gebruikelijke additieven in een gefluidi-10 seerde laag bij 1400-1450°C, eventueel gevolgd door het beheerst afkoelen van het gesinterde produkt; b) als pijpaarde een mengsel van 25-75 gew.% verslibbare pijpaarde en 75-50 gew.% gebruikelijke Bayer-pijp-aarde met een korrelgrootte van minder dan 44 pm.The pipe earth cement of the invention contains 5 a) clinker for pipe earth cement obtained by sintering a pipe earth containing at least 50% by weight o (pipe earth containing pipe earth with an average grain size of 10 µm and CaO or at the temperature used the oxide-forming material and optionally conventional additives in a fluidized layer at 1400-1450 ° C, optionally followed by controlled cooling of the sintered product; b) as pipe clay a mixture of 25-75 wt.% slidable pipe clay and 75-50 wt.% conventional Bayer pipe-soil with a grain size of less than 44 µm.

15 Bij voorkeur bevat het pijpaardecement klinker uit verslibbare pijpaarde. Onder verslibbare pijpaarde of giet-pijpaarde wordt een materiaal bedoeld, dat bij aanmaken van 90 gew.deel daarvan met 10 gew.deel water een slib wordt verkregen in de vorm van een gietbare, stabiele sol.Preferably, the pipe earth cement contains clinker of slidable pipe earth. By slidable pipe earth or pouring pipe earth is meant a material which, when preparing 90 parts by weight thereof with 10 parts by weight of water, a sludge is obtained in the form of a pourable, stable sol.

20 Bij nog een andere uitvoeringsvorm bevat het pijp aardecement van de uitvinding klinker, die voor 20-80 gew.%, bij voorkeur voor 40-60 gew.%, uit deeltjes met een gemiddelde van 2,5-6 pm en voor 80-20 gew.%, bij voorkeur voor 60-40 gew. %,, uit deeltjes met gemiddelde grootte van 1 um bestaat, welk 25 mengsel bij voorkeur 90 gew.% deeltjes van minder dan 8 pm bevat. De gebruikte pijpaarde bestaat bij voorkeur uit een natriumarme, volgens het Bayer-proces verkregen, gecalcineerde pijpaarde.In yet another embodiment, the earth cement pipe of the invention contains clinker, which are 20-80 wt%, preferably 40-60 wt%, of particles averaging 2.5-6 µm and 80- 20 wt%, preferably 60-40 wt. % consists of particles with an average size of 1 µm, which mixture preferably contains 90% by weight of particles of less than 8 µm. The pipe earth used preferably consists of a low-sodium, calcined pipe earth obtained by the Bayer process.

Volgens een ander aspect bevat het pijpaardecement 30 van de uitvinding klinker, die bij 1415-1435°C in een gefluidi-seerde laag is gesinterd. Het sinteren van de klinker voor pijpaardecement in de gefluidiseerde laag duurt bij voorkeur 10 min tot 2 uren bij voorkeur 20-60 min.In another aspect, the pipe cement of the invention contains clinker sintered in a fluidized layer at 1415-1435 ° C. Sintering the pipe cement cement clinker in the fluidized layer preferably takes 10 min to 2 hours, preferably 20-60 min.

De hardingseigenschappen vanuit zulk een klinker 35 verkregen pijpaardecement kan beïnvloed worden met de afkoel-snelheid na het sinteren van de klinker. Volgens een ander aspect bevat het pijpaardecement van de uitvinding dan ook klinker, die met een snelheid van 400-700°C/uur van de sinter- 7907467 v v v -3- » temperatuur tot 300°C is afgekoeld.The curing properties of pipe clay cement obtained from such a clinker can be influenced with the cooling rate after sintering the clinker. According to another aspect, the pipe cement of the invention therefore contains clinker, which has cooled from 300 ° C at a speed of 400-700 ° C / hour from the sintering temperature 7907467 v v v -3- ».

Als in vorenstaande is vermeld heeft de snelheid, waarmee de klinker van de uitvinding is afgekoeld, een invloed op de hardingssnelheid van het cement. Zo is bijvoorbeeld 5 gebleken, dat bij afkoelen van 1430°C tot 300°C met een snelheid van 200°C/uur een uit de gemalen klinker en na toevoeging van meer pijpaarde verkregen pijpaardecement een hardingssnelheid van 20-40 min bezit, terwijl bij afkoelen met een snelheid van 600°C/uur onder overigens dezelfde omstandigheden 10 de hardingssnelheid 30-60 min bedraagt.As stated above, the rate at which the clinker of the invention has cooled has an effect on the rate of cure of the cement. For example, it has been found that when cooling from 1430 ° C to 300 ° C at a speed of 200 ° C / hour, a pipe earth cement obtained from the ground clinker and after adding more pipe earth has a cure speed of 20-40 min, while cooling at a rate of 600 ° C / hour under otherwise the same conditions, the curing speed is 30-60 min.

Volgens nog een gewenste uitvoeringsvorm bevat het pijpaardecement van de uitvinding klinker met een mengverhou-ding A^O^/CaO van circa 1.According to a further preferred embodiment, the pipe cement of the invention contains clinker with a mixing ratio A 2 O 2 / CaO of approximately 1.

In de klinker kan calciumoxide of bij de toegepas-15 te temperatuur het cxidevormende calciumcarbonaat met een deeltjesgrootte van ten hoogste 250 pm, bij voorkeur tot 150 jam, met meer voorkeur voor 50-250 pm, vooral 100-150 urn, gebruikt worden.In the clinker, calcium oxide or, at the temperature used, the oxide-forming calcium carbonate with a particle size of at most 250 µm, preferably up to 150 µm, more preferably 50-250 µm, especially 100-150 µm.

Bij gebruik van calciumcarbonaat als uitgangs-20 materiaal worden de pijpaarde en het calciumcarbonaat in gelijke hoeveelheden gebruikt ter verschaffing van de gewenste fasen. Echter kan ook 36-42 gew.deel CaCO^ op 38-51 gew.deel gebruikt worden, waarbij echter grotere hoeveelheden andere fasen dan CA kunnen worden gevormd. Indien niet zeer 25 zuivere uitgangsmaterialen worden gebruikt dan dient bij de bepaling van de mengverhoudingen rekening te worden gehouden met de verontreinigingen, vooral ijzer of Si02.When using calcium carbonate as the starting material, the pipe clay and the calcium carbonate are used in equal amounts to provide the desired phases. However, 36-42 parts by weight of CaCO3 at 38-51 parts by weight may also be used, however, larger amounts of phases other than CA may be formed. If not very pure starting materials are used, the impurities, in particular iron or SiO2, must be taken into account when determining the mixing ratios.

Verder kan in de klinker van de uitvinding nog MgO of een bij de toegepaste temperatuur het oxidevormend 30 materiaal, zoals MgCO^, verwerkt worden enwel in een hoeveelheid van 0,5-1,5 gew.%, bij voorkeur van 0,7-1,2 gew.%. Het MgO of MgCO^ wordt in fijn gemalen, toestand, bij voorkeur met een deeltjesgrootte van minder dan 10 um toegevoegd.Furthermore, in the clinker of the invention, MgO or an oxide-forming material, such as MgCO 2, can be processed at the temperature used, in an amount of 0.5-1.5% by weight, preferably 0.7- 1.2 wt%. The MgO or MgCO2 is added in a finely ground state, preferably with a particle size of less than 10 µm.

Het pijpaardecement van de uitvinding bevat bij 35 voorkeur gelijke hoeveelheden klinker en pijpaarde. Verder bevat het pijpaardecement van de uitvinding een mengsel van 25-35 gew.deel verslibbare pijpaarde en 75-65 gew.% gebruikelijke Bayer-pijpaarde met een korrelgrootte van minder dan 7907467 ' / ƒ*- -4- 44 pm.The pipe earth cement of the invention preferably contains equal amounts of clinker and pipe earth. Furthermore, the pipe cement of the invention contains a mixture of 25-35 parts by weight of slidable pipe earth and 75-65% by weight of conventional Bayer pipe earth with a grain size of less than 7907467 / -4-444 µm.

De bereiding van de klinker en die van de voor het cement gebruikte verslibbare pijpaarde of gietpijpaarde kan op bekende geschieden. In de Amerikaanse octrooischriften 5 3 432 313 en 3 516 840 zijn toonaarden of mengsel daarvan beschreven, die als zulke verslibbare pijpaarde kunnen worden gebruikt. Daarbij geschiedt het malen van de aluminiumoxide-kristalliet-aglomeraten tot de gewenste deeltjesgrootte en bij voorkeur volgens de werkwijze van het Amerikaanse octrooi-10 schrift 3 358 937. Zulke pijpaarden zijn in de handel ver-kri jgbaar.The preparation of the clinker and that of the slidable pipe earth or casting pipe earth used for the cement can be carried out in known manner. U.S. Pat. Nos. 5,343,231,3 and 3,516,840 describe keys or mixture thereof, which can be used as such slidable pipe clay. The grinding of the alumina crystallite aglomerates to the desired particle size is effected in this manner, and preferably by the method of United States Patent Specification 3,358,937. Such pipe earths are commercially available.

Volgens voornoemde werkwijze kan klinker voor pijpaardecement met de volgende fasen verkregen worden: 30-80 gew.% CA-fase 15 20-65 gew.% C^A^-fase 1-10 gew.% CA2~fase, en verder geringe hoeveelheden van minder dan 1 tot 2 gew.% andere fasen.According to the aforementioned method, clinker for cementitious cement with the following phases can be obtained: 30-80 wt.% CA-phase 15 20-65 wt.% C ^ A ^ phase 1-10 wt.% CA2 ~ phase, and further small amounts from less than 1 to 2% by weight of other phases.

Cementkliner met : 20 63-65 gew.% CA-fase 36-33 gew.% C^A^-fase 1- 2 gew.% CA2-fase, geniet met het oog op de hardingssnelheid van het daarvan bereide cement de voorkeur, daar hij na het vermengen met 25 meer pijpaarde ter verschaffing van een pijpaardecement met 80 gew.% A^O^ en het aanmaken hiervan ter verschaffing van een vuurvaste massa een zeer gering sterkteverval verschaft in de zogenaamde zwaktezone tussen circa 600 en 1100°C.Cement Kliner with: 63-65 wt% CA phase 36-33 wt% C ^ A ^ phase 1-2 wt% CA2 phase, in view of the curing speed of the cement prepared therefrom, it is preferred, since after mixing with 25 more pipe earth to provide a pipe earth cement with 80% by weight of A 2 O 2 and its preparation to provide a refractory mass, it provides a very small decay of strength in the so-called weak zone between about 600 and 1100 ° C.

De vorming van elk der voornoemde fasen kan op 30 eenvoudige wijze met een röntgendiagram aangetoond worden.The formation of each of the aforementioned phases can be easily demonstrated with an X-ray diagram.

De parameters, die invloed hebben op de vorming van elk der fasen, zijn vooral de verblijfstijd in de sinter- • \ zone en de sintertemperatuur en in geringere mate de afkoel1 snelheid.The parameters which influence the formation of each of the phases are mainly the residence time in the sintering zone and the sintering temperature and to a lesser extent the cooling rate.

35 Op die wijze kan door eenvoudige proeven vooraf voor een gegeven uitgangsjaengsel van bepaalde samenstelling en bepaalde korrelgrootte de afzonderlijke parameters vastgesteld worden ter- verschaffing van klinker met bepaalde 7907467 <5^ -5- '* , V, fasenverhoudingen.In this way, by simple preliminary tests for a given starting mix of given composition and given grain size, the individual parameters can be determined to provide clinker with certain 7907467 <5 ^ -5 *, V, phase ratios.

Als in vorenstaande vermeld wordt de klinker na het sinteren op gebruikelijke wijze fijn gemalen, bijvoorbeeld 2 tot een gemiddelde Blaine-waarde van 8000 cm /g.As mentioned above, the clinker is finely ground after sintering, for example 2, to an average Blaine value of 8000 cm / g.

5 De fijn gemalen klinker wordt dan met de andere bekende additieven in het pijpaardecement verwerkt, bijvoorbeeld in een hoeveelheid van 100 gew.deel fijn gemalen klinker op 100-125 gew.deel pijpaardemengsel.The finely ground clinker is then incorporated into the pipe earth cement with the other known additives, for example in an amount of 100 parts by weight of finely ground clinker to 100-125 parts by weight of pipe earth mixture.

Een ander voordeel van de verwerking van zulk een 10 klinker in het pijpaardecement van de uitvinding met een hoog Al90_-gehalte is de daarmee verkregen goede sterkte-eigenschap-pen in de zogenaamde zwaktezone tussen circa 600 en 11-00 C, indien de hydraulische in de keramische harding overgaat, dus het gevonden water uittreedt.Another advantage of the incorporation of such a clinker into the pipe cement of the invention with a high Al90 content is the good strength properties obtained therewith in the so-called weak zone between approximately 600 and 11-00 ° C, if the hydraulic in the ceramic cure sets, so the found water escapes.

15 De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van het volgende niet beperkende voorbeeld.The invention will be elucidated by the following non-limiting example.

Een uitgangsmengsel van 24 gew.deel o^-pijpaarde met een gemiddelde deeltjesgrootte van 5 μια, 24 gew.deel cal-ciumcarbonaat met een deeltjesgrootte van 100-150 μια en 0,4 20 gew.deel MgO met een deeltjesgrootte van minder dan 10 μια wordt bij 1425 + 5°C in een gefluidiseerde laag gesinterd.A starting mixture of 24 parts by weight of O-pipe with an average particle size of 5 µl, 24 parts by weight of calcium carbonate with a particle size of 100-150 µl and 0.4 20 parts by weight of MgO with a particle size of less than 10 μια is sintered in a fluidized layer at 1425 + 5 ° C.

De gemiddelde verblijfsduur bedraagt circa 1 uur. Het gesinterde materiaal wordt na afgekoeld te zijn tot een gemiddelde 2The average length of stay is approximately 1 hour. The sintered material is cooled to an average of 2 after being cooled

Blaine-waarde van 8000 cm /g vermalen.Grind Blaine value of 8000 cm / g.

25 De kristallcgrafische analyse toont aan, dat het materiaal hoofdzakelijk uit de CA-fase bestaat, met slechts een geringe hoeveelheid CA^fase, circa 35% C12A7~^ase/ speren οί-Korund en sporen CAg-fase.The crystalline analysis shows that the material mainly consists of the CA phase, with only a small amount of CA2 phase, about 35% C12A7 / ash / corundum spores and traces of CAg phase.

48,4 gew.deel van de fijn gemalen klinker wordt 30 dan gemalen met 17,0 gew.deel verslibbare giet-pijpaarde met een gemiddelde deeltjesgrootte van 5 pa en 34,6 gew.deel 3ayer-pijpaarde met een kcrrelgrootte van minder dan 44 pm vermalen, d.w.z. vermengd, waarbij echter geen verkleining van de deeltjesgrootte van de gemalen materialen meer optreedt.48.4 parts by weight of the finely ground clinker is then milled with 17.0 parts by weight of slidable casting pipe earth with an average particle size of 5 Pa and 34.6 parts by weight of 3-Ayer pipe earth with a grain size of less than 44 pm grinding, ie mixed, but no reduction of the particle size of the ground materials occurs anymore.

35 Het zo verkregen pijpaardecement verschaft bij een vergelijkingsproef bij 110°C een circa 10% hogere en bij 14C0-1800°C een circa 20% hogere buigsterkte in de kou en druk-sterkte in de kou dan een pijpaardecement uit de handel met 790 7 4 67 ƒ -6- / een vergelijkbaar Al^O^-gehalte. Bovendien vertoont een met zulk een pijpaarde verkregen vuurvast beton in de zogenaamde zwakte-zone tussen circa 600 en 1100°C geen sterkteverval.The pipe earth cement thus obtained provides in a comparison test at 110 ° C an approximately 10% higher and at 14C0-1800 ° C an approximately 20% higher flexural strength in the cold and compressive strength in the cold than a commercial pipe earth cement with 790 7 4 67 ƒ -6- / a similar Al ^ O ^ content. Moreover, a refractory concrete obtained with such a pipe earth does not exhibit a strength decay in the so-called weak zone between approximately 600 and 1100 ° C.

vv

Aa

J.J.

790 7 4 67 • 4790 7 4 67 • 4

Claims

Pipe earth cement, containing ground clinker for pipe earth cement, ground pipe earth and optionally bauxite, silimanite, kerphalite and / or other known substances than ground pipe in ground condition, as well as any known secondary components, characterized by containing: a) clinker for pipe earth cement, obtained by sintering in a fluidized layer at 1400-1450 ° C a pipe earth containing at least 50% by weight of pipe earth containing pipe earth with an average grain size of less than 10 µm and CaO or an oxide-forming material at the temperature used and optionally followed by cooling the sintered product in a controlled manner; b) as pipe clay a mixture of 25-50% by weight slurry pipe clay and 75-50% by weight conventional Bayer pipe earth with a grain size of less than 44 pm.

Pipe clay cement according to claim 1, characterized in that it contains clinker prepared using a slidable pipe clay.

Pipe clay cement according to claim 1, characterized in that it contains clinker prepared using pipe clay, which is 20-80% by weight from particles having an average size of 2.5-6 µm and 80-20% by weight. % by weight of particles with an average grain size of 1 µm.

Pipe clay cement according to claim 3, characterized in that it contains clinker obtained using pipe clay, which is 60-40% by weight from particles with an average size of 2.5-6 µm and 40-60% by weight. % by weight of particles with an average grain size of 1 µm.

Pipe earth cement according to claims 1-4, characterized in that it contains clinker sintered in a fluidized layer at 1415-1435 ° C.

Pipe cement according to claims 1 to 5, characterized in that it contains clinker which has been sintered for 10 minutes to 2 hours.

Pipe cement according to claims 1-6, characterized in that it contains clinker which has cooled at a rate of 400-700 ° C / hour after sintering. 7907467 -8- β β J

Pipe cement according to claims 1-7, characterized in that it contains clinker, for the preparation of which a molar mixing ratio A ^ O ^ / CaO of approximately 1 is used *

Pipe earth cement according to claims 1-8, characterized in that it contains equal parts by weight of clinker and pipe earth.

Pipe earth cement according to claims 1-9, characterized in that the pipe earth contains a mixture of 25-35% by weight of slidable pipe earth and 75-65% by weight of conventional Bayer pipe earth with a grain size of less than 44 µm.

Pipe earth cement according to claims 1-10, characterized in that it contains clinker, the phase composition of which is as follows: 63-65 wt.% CA phase 36-33 wt.% C ^ Ay phase 1- 2 wt% CA2 phase. t * \ Λ 4-7907467