NL7907467A

NL7907467A - Pijpaardecement.

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: DE2846131A1; GB2033369A; FR2439756A1; GB2033369B; BE879583A; FR2439756B1; DE2846131C3; DE2846131B2

Description

* K/O/lil/62 .

Pijpaardecement.

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.

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^-

Gebruikelijke secondaire bestanddelen zijn bijvoorbeeld vloeimiddelen of oppervlakte-actieve stoffen.

20 Al naar de uitgangsmaterialen bevat een goed vuur vast pi jpaardecement 65-80 gew.% 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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Volgens nog een gewenste uitvoeringsvorm bevat het pijpaardecement van de uitvinding klinker met een mengverhou-ding A^O^/CaO van circa 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

De vorming van elk der voornoemde fasen kan op 30 eenvoudige wijze met een röntgendiagram aangetoond worden.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

De gemiddelde verblijfsduur bedraagt circa 1 uur. Het gesinterde materiaal wordt na afgekoeld te zijn tot een gemiddelde 2

Blaine-waarde van 8000 cm /g vermalen.

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.

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.

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.

v

A

J.

790 7 4 67 • 4

Claims

1. Pijpaardecement, bevattende gemalen klinker voor pijpaardecement, gemalen pijpaarde en eventueel bauxiet, sillimaniet, kerfaliet en/of andere bekende stoffen dan pijp- 5 aarde in gemalen toestand, evenals eventueel bekende secondaire bestanddelen, gekenmerkt door het bevatten van: a) klinker voor pijpaardecement, verkregen door het bij 1400-1450°C in een gefluidiseerde laag sinteren van een tenminste 50 gew.% ©(-pijpaarde bevattende pijpaarde met 10 een gemiddelde korrelgrootte van minder dan 10 pm en CaO of een bij de toegepaste temperatuur het oxidevormende materiaal en eventueel gevolgd door het op beheerste wijze afkoelen van het gesinterde produkt; b) als pijpaarde een mengsel van 25-50 gew.% ver-15 slibbare pijpaarde en 75-50 gew.% gebruikelijke Bayer-pijp- aarde met een korrelgrootte van minder dan 44 pm.

2. Pijpaardecement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het klinker bevat, dat onder gebruik Van een verslibbare pijpaarde is bereid.

3. Pijpaardecement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het klinker bevat, dat onder gebruik van pijpaarde is bereid, die voor 20-80 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-6 pm en voor 80-20 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde korrelgrootte van 1 pm bestaat.

4. Pijpaardecement volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het klinker bevat, die onder gebruik van pijpaarde is verkregen, die voor 60-40 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde grootte van 2,5-6 pm en voor 40-60 gew.% uit deeltjes met een gemiddelde korrelgrootte van 1 pm bestaat.

5. Pijpaardecement volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het klinker bevat, die bij 1415-1435°C in een gefluidiseerde laag is gesinterd.

6. Pijpaardecement volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het klinker bevat, die 10 min tot 2 uren 35 is gesinterd.

7. Pijpaardecement volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het klinker bevat, die na het sinteren met een snelheid van 400-700°C/uur is afgekoeld. 7907467 -8- β β J

8. Pijpaardecement volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat het klinker bevat, voor de bereiding waarvan een molaire mengverhouding A^O^/CaO van circa 1 is gebruikt *

9. Pijpaardecement volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het gelijke gewichtsdelen klinker en pijpaarde bevat.

10. Pijpaardecement volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het als pijpaarde een mengsel van 25-35 10 gew.% verslibbare pijpaarde en 75-65 gew.% gebruikelijke Bayer-pijpaarde met een korrelgrootte van minder dan 44 pm bevat.

11. Pijpaardecement volgens conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het klinker bevat, waarvan de fasen- 15 samenstelling als volgt is: 63-65 gew.% CA-fase 36-33 gew.% C^Ay-fase 1- 2 gew.% CA2-fase. t * \ Λ 4- 7907467