NO154692B - Portland-sementklinker og anvendelse av denne for fremstilling av portland-sement. - Google Patents
Portland-sementklinker og anvendelse av denne for fremstilling av portland-sement. Download PDFInfo
- Publication number
- NO154692B NO154692B NO802284A NO802284A NO154692B NO 154692 B NO154692 B NO 154692B NO 802284 A NO802284 A NO 802284A NO 802284 A NO802284 A NO 802284A NO 154692 B NO154692 B NO 154692B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- clinker
- cement
- weight
- sulphate
- alkali metal
- Prior art date
Links
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 37
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 20
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WZISDKTXHMETKG-UHFFFAOYSA-H dimagnesium;dipotassium;trisulfate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O WZISDKTXHMETKG-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 50
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 18
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 18
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 18
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 11
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 11
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 11
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 3
- VVJRSSJSRXEOQL-UHFFFAOYSA-N calcium;potassium;sulfuric acid;hydrate Chemical compound O.[K].[K].[Ca].OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O VVJRSSJSRXEOQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- -1 halide ion Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 2
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- XOZREOIZDKNXBN-UHFFFAOYSA-L calcium;potassium;sulfate Chemical compound [K+].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O XOZREOIZDKNXBN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
- C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland cement
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en Portland-sementklinker, inneholdende en størkningsregulerende komponentkombinasjon, samt anvendelse av klinkeren for fremstilling av sement.
I tillegg til slike egenskaper som trykkfasthet og soliditet er størkningstiden for en gitt sement også en egenskap som er av praktisk betydning. Størkningstiden må således ikke være så kort at den forhindrer skikkelig anbringelse og etterfølg-ende avsluttende overflatebehandling av sementen. Hvis på den annen side størkningen foregår meget sakte kan det foregå en uønsket sedimentering av betong-faststoffene og dette kan føre til at vannet kan renne ut av betongen og videre kan forsink-elsen være uønsket av brukeren hvis den forstyrrer konstruk-sjonsarbeidet forøvrig.
Det er ved fremstilling av Portland-sement vanlig praksis å male inn en liten mengde av en sulfatkilde, som f.~eks. gips eller anhydritt, med klinkeren for å styre reaksjonen mellom det ferdige sementpulver og vannet. På denne måte styres størkningsegenskapene i nødvendig grad til å lette anbringes-en av mørtelen eller betongen.
Det er imidlertid problemer forbundet med bruk av sulfat, spesielt gips, tilsatt på denne måte. En ulempe er de forskjellige sulfatholdige råmaterialer. En annen er reak-sjoner med såkalt "falsk størkning" som skyldes dehydratise-~ring av gips ved normale rnaletemperaturer for sementklinker. Det resulterende halvhydrat kan reagere med vann til å danne krystallinsk gips og utfelling av dette har en skadelig virkning på reologien av betongblandingen og nødvendiggjør tilsetning av ytterligere vann til å fremstille en blanding med passende bearbeidbarhet. Dette ekstra vann har en skadelig virkning på betongens kvalitet og bestandighet. Selvom det ovennevnte problem med falsk størkning kan overvinnes ved ytterligere bearbeidelse vil dette igjen ofte føre til at kravene til sement-vannforholdet endres og dette fører til en reduksjon i kvaliteten av mørtelen eller betongen. Innføringen av større maleanlegg med høyere maletemperaturer har nødvendiggjort bruk av økende kømpli-serte og dyre kjølesystemer for å avhjelpe dette problem.
Et ytterligere problem kan oppstå med klinkere innholdende en vesentlig mengde av kaliumsulfat (I^SO^).
Når kaliumsulfat males sammen med gips kan det reagere med gipsen (CaS04.2H20) til å danne syngenitt (K2S04.CaS04.2H20) som bevirker luftstørkning hvoretter sementen blir klumpete, med dårlige strømningsegenskaper. Klumpete sement er van-skelig å blande med ti!lslagsmaterialer txl å danne en homo-gen blanding og dette resulter-e-r—-i- en mørtel med dårlig kvalitet.
Et ytterligere problem er problemet med "hurtigstørkning". Som det er vel kjent undergår trikalsium-aluminat (C^A, hvori C representerer CaO og A representerer A^O^) i sement en hurtig reaksjon i kontakt med vann. Det antas at sulfat tilsatt til sementklinkeren resulterer i dannelse av et lag av ettringitt på C^A-ornrådene og dette lag regulerer størk-ningsreaksjonen. Imidlertid, når det er utilstrekkelig sulfat til å retardere hydratiseringen av C^A-fasen kan hurtigstørkning forekomme. Denne er hovedsakelig irrever-sibel ved at forsøk på å bryte opp materialet og bearbeide det på nytt resulterer i en betong med markert redusert kvalitet.
Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å elimi-nere eller avhjelpe de foregående problemer ved å fremstille en Portland-sementklinker med innebygget størkningskontroll ved at det i selve klinkeren innblandes en komponent som gjennomfører den rolle som hittil har vært spilt av gips eller annet sulfat tilsatt til klinkeren etter brenningen. Med andre ord inneholder klinkeren en innebygget forsink-elseskomponent som meddeler forbedrede størkningsegenskaper, av en selvregulerende type, til den sement som fremstilles
fra klinkeren.
Det vil være vel kjent for den fagkyndige at SO^ tilstede i form av kalsiumsulfat som dødbrent anhydritt i Portland-sementklinker (til forskjell fra kalsiumsulfat tilsatt etterpå til klinkeren) er ineffektiv som en størkningsforsinker, på grunn av dets lave oppløsningshastighet til tilsetningsvannet. Også de mer lettoppløselige alkalimetallsulfater er kjent å være dårligere forsinkere og fremmer videre tidligere høye betongstyrker på bekostning av de senere styrker.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer Portland-sementklinker inneholdende en størkningsregulerende komponentkombinasjon omfattende (a) sulfat, (b) alkalimetall og (c) halogen, og det særegne ved Portland-sementklinkeren i henhold til oppfinnelsen er at sulfatet (a) er tilstede i en mengde på 0,33 - 5 vekt% av klinkeren, alkalimetallet (b) er tilstede i en mengde (uttrykt som ekvivalent Na20) på fra 0,1 til 3 vekt% av klinkeren og halogenet (c) er tilstede i en mengde på 0,01 til 1 vekt% av klinkeren, og at silika-forholdet av klinkeren ikke er over 2,80.
Klinkeren kan enkelt fremstilles ved at en blanding av materialer inneholdene i første rekke kalk og silisiumoksyd sammen med en mindre mengde aluminiumoksyd og jernoksyd oppvarmes til delvis smelting, idet oppvarmingen gjennomføres i nærvær av svovelholdig material, alkalimetall-holdig material og halogenholdig material, under betingelser slik at tilstrekkelig sulfat, alkalimetall og halogen tilbakeholdes i klinkeren til å virke som en innebygget størkningsregulerende komponent som forhindrer for tidlig størkning av sement fremstilt derfra.
Sement kan oppnås ved pulverisering eller maling av klinkeren i henhold til den foreliggende oppfinnelse og dette kan gjennomføres ved hjelp av konvensjonelle metoder og ved bruk av konvensjonelt utstyr. For at fordelene med oppfinnelsen skal oppnås fullt ut foretrekkes det at klinkeren males i vesentlig fravær av tilsatt sulfat som f.eks. gips eller anhydritt.
I det minste en andel av de elementer som kreves for å danne den størkningsregulerende komponent i klinkeren kan allerede være tilstede i sement-råmaterialene eller kan inn-føres i ovnen ved hjelp av det brennstoff som anvendes for å oppvarme ovnen. Prosessen vil imidlertid vanligvis inn-befatte innføring i ovnen av-et eller f lere-tilsetnings-stoffer som inkluderer halogen og/eller svovel og alkalimetall. Det vil imidlertid her forstås at en henvisning til halogen eller et alkalimetall normalt referer til ele-mentet i en kombinert tilstand, som f.eks. halogenidionet henholdsvis alkalimetallionet. Tilsvarerende vil en henvisning til svovel inkludere svovel i kombinert form, vanligvis som sulfat. Tilsetningsmidlene kan innføres i ovnen enten separat eller sammen med hverandre ved inn-lemming i råsement-tilførselen eller ved hjelp av en annen metode, f.eks. ved innblåsing.
Svovelkilden, utover den som kan avledes fra hovedråmaterialene og brennstoffet, velges foretrukket fra kalsiumsulfat, hydrater av kalsiumsulfat, alkalimetallsulfater, alkalimetall-kalsium-dobbeltsulfater og blandinger av hvilke som helst av disse. Spesielt foretrukne kilder er gips, kaliumsulfat og utfelt støv fra sement fabrikker som er rikt på kalium og svovel.
De foretrukne kilder for alkalimetallforbindelser er hovedråmaterialene eller brennstoffet eller tilsetningene av alkalimetallsulfat eller alkalimetall-kalsium-dobbel-sulfat omtalt ovenfor. Det foretrukne alkalimetall er kalium, selvom natrium også vanligvis vil være tilstede.
Det foretrukne halogen er fluor. Fluorkilden, utover den som allerede måtte forekomme i hovedråmaterialene er foretrukket kalsiumfluorid.
Som nevnt krever bruken av sulfat som innebygget størknings-regulator nærvær i klinkeren av alkalimetall. Ved tilstrekkelig høye innhold av sulfat behøver imidlertid halogen (spesielt fluor) bare være tilstede i en liten mengde. Til forskjell herfra, når halogen (spesielt fluor) anvendes som størkningsregulator i tilstrekkelig store mengder, behøver sulfatet og alkalimetallet bare være tilstede i små mengder.
Klinkeren inneholder således både halogen, sulfat og alkalimetall. Det halogen og det svovel som innføres i- ovnen utøver en kombinert mineraliserende virkning som tillater at kombi-nasjon av råmaterialer i ovnen kan oppnås ved reduserte brennetemperaturer slik' at det spesielt i ovner med lav ter-misk virkningsgrad sikres den ønskede tilbakeholdelse av sulfat og alkalimetall i klinkeren i mengder nødvendig for den størkningsregulerende virkning. Halogenet, spesielt fluor, har også en forsinkende virkning som hjelper til med størk-ningsstyringen.
Det halogen som anvendes som det størkningsregulerende middel er tilstede i klinkeren i en mengde, regnet som halogenid, på 0,01 - 1 vekt% av klinkeren, foretrukket 0,1 - 1% spesielt foretrukket 0,15 - 0,30%.
Mengden av alkalimetall måles vanligvis som oksydet. Generelt er alkalimetallinnholdet av klinkeren (uttryk som Ua^ O-ekvivalenten) fra 0,1 - 3% og er foretrukket fra 0,4 - 2,0% og spesielt foretrukket 0,60 - 1,0% regnet på vekten av klinkeren .
For oppfinnelsens formål er det minste innhold av sulfat i klinkeren bestemt ved uttrykket: minimum vekt% SO^ 0 (ekvi-
valent Na20 i klinkeren på vektbasis x 1,29) + 0, 2%.
Dette minstekrav for SO^ er tilstrekkelig til at alt alkali-metalloksyd kan foreligge som sulfatet, sammen med en liten mengde av kalsiumsulfat. Dette kalsiumsulfat og kalsiumsulfat vil i sin tur kombinere til å danne dobbelt-sulfatet, kjent som kalsium-langbeinitt.
Det tall som beregnes i de enkelte tilfeller fra det foregående uttrykk refereres heri for enkelhets skyld som "minimum klinkersulfat" . Dette er ikke under 0,33%.
For å unngå problemer med dårlig volumstabilitet av sementen er den øvre grense for SO^ i klinkeren 5,0 vekt%. Det foretrukne området for innholdet av SO^ er 2,0 - 4,0 vekt%.
Når størkningsregulatoren helt eller delvis er sulfat er nærvær av klinkeren av et alkalimetall-kalsium-dobbeltsulfat, spesielt kalsium-kalium-sulfat (kalsium-langbeinitt) funnet å være spesielt fordelaktig.
Innholdet av C^A-fasen i klinkeren vedrører to kjemiske parametere, nemlig silisiumoksydinnholdet og aluminiumoksyd-innholdet (beregningen av disse forhold er beskrevet senere). Generelt, ved et gitt aluminiumoksydforhold medfører en ned-settelse av silisiumoksydforholdet en økning i C^-innholdet. Da C^A er hurtig reaktivt med vann skulle det forventes at størkningen av sementer fremstilt fra klinkere med høye innhold av C^A ville være vanskeligere å styre. Det er imidlertid overraskende funnet at den foreliggende oppfinnelse fremdeles gir utmerket størkningskontroll selv med sementer fremstilt fra klinkere med silisiumoksydforhold på 2,80 og derunder. For definisjonen av silisiumoksydforholdet S/R se den etterfølgende beskrivelse.
God størkningskontroll kan videre oppnås også med klinker-C^A-innhold høyere enn 5 vektprosent.
Passende utvelgelse og regulering av mengdene av de størk-ningsregulerende komponenter, og styring av brenningen ved hjelp av metoder kjent av den fagkyndige til å sikre de nødvendige mengder av disse komponenter tilbakeholdt i den fremstilte klinker, spesilt i form av et lett oppløselig sulfat, muliggjør at det kan oppnås en sement fra klinkeren med regulerte størkningsegenskaper, slik at behovet for tilsetning av sulfat, som f.eks. gips, til klinkeren under malingen elimineres. Tilsetningen av ytterligere sulfat kan gjøres unødvendig ved hjelp av oppfinnelsen men er ikke utelukket, idet en slik tilsetning kan vise seg nyttig for å oppnå "fin avstemning" av størkningsegenskapene av sementen. I fravær av gips eller liknende kan malingen gjennom-føres i varm tilstand uten skadelig påvirkning av sement-kvaliteten, slik at behovet for dyrt kjøleutstyr elimineres.
Ved således å muliggjøre at sementen kan males uten ytterligere gips kan problemet med falsk størkning unngås. Videre vil nærværet av en innebygget regulator i klinkeren forhindre hurtigstørkning. Det bemerkes at ved maling i fravær av gips vil problemet med luftstørkning på grunn av syngenittdannelse unngås. Videre, selvom det tilsettes noe gips til maletrinnet, når det lettoppløselige kalsium-langbeinitt dannes under klinkerfremstillingsprosessen, redu-serer dette mengden av kaliumsulfat som ellers ville være tilgjengelig til å danne syngenitt.
En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er at urene gips-typer og bi-produktgips som vanligvis ansees å være ikke passende for bruk som forsinkere når de males inn i Portland-sementklinker, ikke dessto mindre anvendes som sulfatkilde ved den foreliggende oppfinnelse.
En ytterligere fordel er at materialer (strekkmidler) som f.eks. slagg, flyveaske eller pozzolan kan males sammen med klinker i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en eventuell varm-maleprosess til å frembringe en strekk-middelholdig sement uten noen skadelig innvirkning på se-mentegenskapene. Slike strekkmidler kan også males separat og deretter blandes inn i den separat malte klinker. En lang rekke sementer av den strekkmiddelholdige Portland-type kan således fordelaktig fremstilles fra klinker fremstilt i henhold til oppfinnelsen, sammen med et passende strekkmiddel.
Klinkeren i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan males til å danne en sement med en hvilken som helst ønske-lig finhet. Den spesifikke overflate av sementen vil imidlertid normalt være mindre enn 225 m 2/kg.
Generelt velges mengden av størkningsregulerende komponent slik at den initiale størkningstid ikke er mindre enn 4 5 minutter (i samsvar med British Standard 12:1978), foretrukket ikke mindre enn 60 minutter. Den endelige størk-ningstid bør vanligvis ikke være mer enn 10 timer. Initi-ale størkningstider for typiske produksjonssementer er vanligvis fra 90 - 220 minutter, mens endelige størkningstider for disse sementer vanligvis er fra 150 - 300 minutter.
Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av de følgende eksempler, hvori prosentandeler deler og forhold er på vektbasis med mindre annet er angitt. De kjemiske parametere .1 klinkeren, nemlig kalkmetningsfaktor (LSF), silisiumoksydforhold (S/R) og aluminiumoksydforhold (A/F) defineres ved hjelp av følg-ende uttrykk:
og C3A-innholdet kan beregnes ved hjelp av uttrykket
hvori hvert kjemisk symbol representerer vektprosent av den angitte substans tilstede i angjeldende blanding. Prosentandelene av oksydene bestemmes ved hjelp av metoder beskrevet i BS 4550: del 2: 1970. Fri kalkinnhold bestemmes ved hjelp av metoden med varm etylenglykol-ekstraksjon.
Spesifikt overflateareal (SSA) er bestemt ved metoden beskrevet i BS 4550: del 3: seksjon 3,3: 1978.
Størkningstidene bestemmes ved hjelp av metodene beskrevet i BS 4550: del 2: seksjoner 3,5 og 3,6:1978.
Slumptester ble gjennomført i samsvar med BS 1881: del 2: 1970. Slump-testtallet ble tatt som en indikasjon på be-arbeidbarheten av angjeldende blanding, idet tallet 4 0 mm ble ansett som brukbart og 50 mm som godt.
EKSEMPEL 1
De anvendte materialer var en blanding av kalksten/skifer/ sand (A) idet denne utgjør et råmaterial for sementfabrikk-er, sammen med skifer (B) og gips (C) med følgende analyser:
Et kalsiumfluorid med reagenskvalitet for generelle formål (CaF2> ble også anvendt.
Råmaterialene ble blandet sammen i følgende omtrentlige forhold: 93,2% av A, 0,2% av B, 6,1% av C, sammen med 0,5% CaF2• Blandingen ble malt inntil den hadde en rest på 9,5 % på en 90 mikrometer sikt.
Resulterende rå blanding- ble blandet med vann og tildannet til kaker som ble grundig tørket og deretter brent ved 1400°C for å fremstille en klinker som ble funnet å inne-holde 2,6% fri kalk og som ble funnet og ha følgende oksydsammensetning:
LSF var 0,99, S/R var 2,48 og A/F var 2,43. C3A-innholdet
i klinkeren ble beregnet til 10,9%. Ekvivalent Na20-innhold var 0,83% og "minimum klinkersulfat" avledet fra det ovennevnte Na20-innhold var 1,27%.
Klinkeren ble malt, uten noen som helst tilsetninger, i en kulemølle ved 115°C til å Frembringe en sement med et spesifikt overflateareal på 296 m 2/kg.
En slumptest med denne sement ga en slumpfaktor på 43 mm.
Ved testing for størkningstider ble denne sement funnet å ha en initial størkningstid på 230 minutter og en endelig størkningstid på 290 minutter.
EKSEMPEL 2
Råmaterialene beskrevet i eksempel 1 ble dannet i passende mengder på 93,7% av A, 0,2% av B og 6,1% av C og deretter malt for å frembringe en råtilførsel med en rest på 9,2% på en 90 mikrometer sikt. Råtilførselen ble tildannet til kaker som etter tørking ble brent ved 1400°C for å fremstille en klinker, som ble funnet å ha et fritt kalkinnhold på 2,8% og med følgende oksydsammensetning:
LSF var 0,99, S/R var 2,58 og A/F var 2,50. C3A-innholdet ble beregnet til 10,8%. Ekvivalent Na20-innhold var 0,89% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat" på 1,35%.
Klinkeren ble malt, uten noen tilsetning, i en kulemølle ved 115°C til å frembringe en sement hvor det spesifikke overflateareal ble bestemt til 331 m 2/kg.
Slumptesten ga en faktor på 48 mm.
Ved testing for størkningstider ble denne sement funnet å ha en initial størkningstid på 50 minutter og en endelig størk-ningstid på 65 minutter.
EKSEMPEL 3
Råmaterialene beskrevet i eksempel 1 ble blandet i passende mengder på 97,3% av A, 0,2% av B og 2% av C, sammen med 0,5% kalsiumfluorid, og deretter malt til å gi en råtilførsel med en rest på 9,4% på en 90 mikrometer sikt. Denne råtil-førsel ble tildannet til kaker som ble tørket og deretter brent ved 1450°C til å fremstille en klinker som ble funnet å ha et fritt kalkinnhold på 3,0% og med følgende oksydsammensetning:
LSF var 1,0, S/R var 2,54 og A/F var 2,52. Et C3A-innhold på 11,4% ble beregnet. Ekvivalent Na20-innhold var 0,69% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat"-innhold på 1,09%.
Klinkeren ble malt uten noen tilsetninger i en kulemølle ved 115°C til å frembringe en sement med et spesifikt overflateareal på 337 m^/kg.
En slumptest gjennomført med denne sement ga en faktor på 52 mm.
Denne sement ble funnet å ha en initial størkningstid på 50 minutter og en endelig størkningstid på 60 minutter.
EKSEMPEL 4
De anvendte råmaterialer var kalksten/skifer-blanding (A), brennstoffaske (B) og gips (C) , med følgende analyser:
Kalsiumfluorid ble også anvendt med reagens-renhet for generelle formål.
Råmaterialene ble blandet sammen i passende mengder på '33,5% av A, 2,0% av B og 4,0% av C, sammen med 0,5% av CaF^, og deretter malt, idet den resulterende blanding hadde en rest på 10,2% på en 90 mikrometer sikt.
Denne råtilførsel ble blandet med vann og tildannet til kaker som ble grundig tørket og deretter brent ved 1400°C til å fremstille en klinker med fritt kalkinnhold 2,0% og med følgende oksydsammensetning:
LSF var 1,01%, S/R var 2,18 og A/F 1,32. Et C3A-innhold
på 6,8% ble beregnet. Ekvivalent Na20-innhold var 0,86% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat"-innhold på 1 ,31%.
Denne klinker ble uten noen tilsetning malt i en kulemølle ved 120°C til å frembringe en sement med et spesifikt overflateareal på 333 m 2/kg.
En slumptest gjennomført med denne sement ga et resultat på 49 mm.
Sementen ble ved testing funnet å ha en initial størknings-tid på 180 minutter og en endelig størkningstid på 230 minutter.
EKSEMPEL 5
Råmaterialene beskrevet i eksempel 4 (med unntagelse av gipsen) ble blandet i mengdeforholdene 97,5% A, 2,0% B og 0,5% CaF2 og deretter malt til å gi en råtilførsel med en rest på 10,4% på en 90 mikrometer sikt. Denne tilførsel ble blandet med vann og tildannet til kaker som etter grundig tørking ble brent ved 1400°C til å frembringe en klinker som ble funnet å ha et fritt kalkinnhold på 3,2% og som hadde følgende oksydsammensetning:
LSF var 1,01, S/R var 2,16 og A/F var 1,30. Et C3A-innhold på 7,0% ble beregnet. Ekvivalent Na20-innhold var 0,86% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat"-innhold på 1 ,31%.
Denne klinker ble uten noen tilsetninger malt i en kulemølle ved 120°C til å frembringe en sement med et spesifikt over-2
flateareal på 337 m /kg.
En slumptest gjennomført med denne sement ga et resultat på 45 mm.
Ved testing for størkningstider ble denne sement funnet å ha en initial størkningstid på 60 minutter og en endelig størk-ningstid på 90 minutter.
EKSEMPEL 6
Som råmaterialer ble det anvendt en kalk/leire-blanding (A), gips (B) og brenselsaske (C) med følgende analyser:
Det ble også anvendt kalsiumfluorid med reagens-renhet for generelle formål.
Disse råmaterialer ble blandet sammen i omtrentlige mengde-forhold 92,65% av A, 6,0% av B, 1,0% av C og 0,35% av CaF2 og deretter malt til å gi en råblanding med en rest på 7% på en 90 mikrometer sikt.
Denne råblanding ble blandet med vann og tildannet til kaker som deretter ble tørket og brent ved 1400°C til å frembringe en klinker med fritt kalkinnhold 0,9% og med følgende oksydsammensetning:
LSF var 1,02, S/R var 2,10 og A/F var 2,52. C3A-innholdet ble beregnet til 12,4%.
Ekvivalent Na20-innhold var 0,92% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat"-innhold på 1,39%.
Denne klinker ble malt, uten noen som helst tilsetninger,
i en kulemølle ved 120°C til å frembringe en sement med et spesifikt overflateareal på 326 m 2/kg.
En slumptest gjennomført med denne sement ga et resultat på 48 mm.
Sementen ble ved testing funnet å ha en initial størknings-tid på 200 minutter og en endelig størkningstid på 230 minutter.
EKSEMPEL 7
Råmaterialene beskrevet i eksempel 6 ble blandet i omtrentlige forhold 94,65% av A, 4,0% av B, 1,0% av C og 0,35% av CaF^ og deretter malt til å gi en råtilførsel med en rest på 7,2% på en 90 mikrometer sikt. Råtilførselen ble tildannet til kaker som etter grundig tørking ble brent ved 1400°C til å frembringe en klinker med et fritt kalkinnhold på 0,8% og med følgende oksydsammensetning:
LSF var 1,02, S/R var 2,09 og A/F var 2,50. C3A-innholdet ble beregnet til 2,8%. Ekvivalent Na20-innhold var 0,87% hvorfra det ble beregnet et "minimum klinkersulfat"-innhold på 1 ,32%.
Denne klinker ble malt uten noen tilsetninger i.en kulemølle ved 120°C til å frembringe en sement med et spesifikt over-2
flateareal på 330 m /kg.
En slumptest gjennomført med denne sement ga et resultat på 48 mm.
Denne sement ble funnet å ha en initial størkningstid på
195 minutter og en endelig størkningstid på 225 minutter.
Claims (10)
- PÅTENTKRAV 1. Portland-sementklinker inneholdende en størkningsregu-lerende komponentkombinasjon omfattende (a) sulfat, (b) alkalimetall og (c) halogen,karakterisert ved at sulfatet (a) er tilstede i en mengde på 0,33 - 5 vekt% av klinkeren, alkalimetallet (b) er tilstede i en mengde (uttryk som ekvivalent Na20) på fra 0,1 til 3 vekt% av klinkeren og halogenet (c) er tilstede i en mengde på 0,01 til 1 vekt% av klinkeren, og at silika -forholdet av klinkeren ikke er over 2,80.
- 2. Klinker som angitt i krav 1,karakterisert ved at den inneholder halogen i en mengde på 0,1 til 1 vekt% av klinkeren.
- 3. Klinker som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at klinkeren omfatter fluor som det nevnte halogen.
- 4. Klinker som angitt i krav 1-3,karakterisert ved at den inneholder alkalimetall i en mengde (uttrykt som ekvivalent Na20) på fra 0,4 til 2,0 vekt% av klinkeren.
- 5. Klinker som angitt i krav 1-4,karakterisert ved at alkalimetallet er i det vesentlige kalium eller en blanding av kalium og natrium.
- 6. Klinker som angitt i krav 1-5,karakterisert ved at den inneholder sulfat i en mengde på fra 2,0 til 4,0 vekt% av klinkeren.
- 7. Klinker som angitt i krav 6,karakterisert ved at den inneholder fluor i en mengde på 0,15 til 0,30 vekt% av klinkeren og inneholder alkalimetall i en mengde (uttrykt som ekvivalent Na2o) på fra 0,60 til 1,0 vekt% av klinkeren.
- 8. Klinker som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at den inneholder kalsium-langbeinitt.
- 9. Klinker som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at den har et trikalsium-aluminatinnhold på mer enn 5 vekt%.
- 10. Anvendelse av Portland-sementklinkeren i henhold til krav 1-9 for fremstilling av Portland-sement.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7926766 | 1979-08-01 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO802284L NO802284L (no) | 1981-02-02 |
| NO154692B true NO154692B (no) | 1986-08-25 |
| NO154692C NO154692C (no) | 1986-12-03 |
Family
ID=10506917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO802284A NO154692C (no) | 1979-08-01 | 1980-07-30 | Portland-sementklinker og anvendelse av denne for fremstilling av portland-sement. |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5637255A (no) |
| KR (1) | KR840001567B1 (no) |
| AR (1) | AR225640A1 (no) |
| AU (1) | AU531866B2 (no) |
| BE (1) | BE884441A (no) |
| BR (1) | BR8004767A (no) |
| CA (1) | CA1153024A (no) |
| CH (1) | CH646123A5 (no) |
| DE (1) | DE3028323A1 (no) |
| DK (1) | DK326080A (no) |
| EG (1) | EG14488A (no) |
| ES (1) | ES493847A0 (no) |
| FI (1) | FI802398A (no) |
| FR (1) | FR2462401B1 (no) |
| GR (1) | GR69348B (no) |
| IE (1) | IE50009B1 (no) |
| IN (1) | IN153287B (no) |
| IT (1) | IT1132275B (no) |
| MA (1) | MA18919A1 (no) |
| NL (1) | NL8004255A (no) |
| NO (1) | NO154692C (no) |
| NZ (1) | NZ194399A (no) |
| PH (1) | PH17452A (no) |
| PT (1) | PT71631A (no) |
| SE (1) | SE448230B (no) |
| TR (1) | TR20954A (no) |
| ZA (1) | ZA804335B (no) |
| ZW (1) | ZW16880A1 (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR9506988A (pt) † | 1994-03-03 | 1997-09-16 | Smidth & Co As F L | Processo e instalação para preparação de clínquer de cimento portland mineralizado |
| DE19701291A1 (de) * | 1997-01-16 | 1998-07-23 | Walter Mayerhofer | Verfahren zur Herstellung von Portlandzement |
| DE102010047923B4 (de) * | 2010-10-08 | 2014-09-11 | Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat GmbH | Verwendung eines Mittels zum Vermindern von Dunkelverfärbungen an Sichtbetonoberflächen |
| FR2970962B1 (fr) | 2011-01-28 | 2022-04-15 | Lafarge Sa | Composition hydraulique a faible teneur en clinker |
-
1980
- 1980-07-16 IE IE1475/80A patent/IE50009B1/en unknown
- 1980-07-17 ZA ZA00804335A patent/ZA804335B/xx unknown
- 1980-07-18 CA CA000356463A patent/CA1153024A/en not_active Expired
- 1980-07-18 ZW ZW168/80A patent/ZW16880A1/xx unknown
- 1980-07-21 NZ NZ194399A patent/NZ194399A/xx unknown
- 1980-07-22 AU AU60689/80A patent/AU531866B2/en not_active Ceased
- 1980-07-23 BE BE0/201503A patent/BE884441A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-07-23 IN IN838/CAL/80A patent/IN153287B/en unknown
- 1980-07-24 SE SE8005365A patent/SE448230B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-07-24 NL NL8004255A patent/NL8004255A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-07-25 DE DE19803028323 patent/DE3028323A1/de active Granted
- 1980-07-29 TR TR20954A patent/TR20954A/xx unknown
- 1980-07-29 DK DK326080A patent/DK326080A/da not_active Application Discontinuation
- 1980-07-29 FR FR8016655A patent/FR2462401B1/fr not_active Expired
- 1980-07-30 BR BR8004767A patent/BR8004767A/pt not_active IP Right Cessation
- 1980-07-30 NO NO802284A patent/NO154692C/no unknown
- 1980-07-30 GR GR62568A patent/GR69348B/el unknown
- 1980-07-30 ES ES493847A patent/ES493847A0/es active Granted
- 1980-07-30 MA MA19119A patent/MA18919A1/fr unknown
- 1980-07-31 AR AR282010A patent/AR225640A1/es active
- 1980-07-31 IT IT23852/80A patent/IT1132275B/it active
- 1980-07-31 JP JP10444580A patent/JPS5637255A/ja active Granted
- 1980-07-31 PT PT71631A patent/PT71631A/pt unknown
- 1980-07-31 CH CH586480A patent/CH646123A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-07-31 FI FI802398A patent/FI802398A/fi not_active Application Discontinuation
- 1980-08-01 KR KR1019800003073A patent/KR840001567B1/ko active IP Right Grant
- 1980-08-01 PH PH24387A patent/PH17452A/en unknown
- 1980-08-02 EG EG462/80A patent/EG14488A/xx active
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aïtcin | Portland cement | |
| US4957556A (en) | Very early setting ultra high early strength cement | |
| Locher | Cement: principles of production and use | |
| Tzouvalas et al. | Alternative calcium-sulfate-bearing materials as cement retarders: Part II. FGD gypsum | |
| CA2193339C (en) | Hydraulic cement with accelerated high strength development | |
| CN107935423B (zh) | 耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥熟料及制备方法与耐腐蚀高贝利特硫铝酸盐水泥及制备方法 | |
| US4042408A (en) | Hydraulic cements | |
| CN104788032B (zh) | 一种贝利特水泥及其制备方法 | |
| EP0640062A1 (en) | CEMENT COMPOSITION. | |
| US6491751B1 (en) | Method for manufacturing cement using a raw material mix including finely ground steel slag | |
| US20130118384A1 (en) | Iron-doped sulfo-belitic clinker | |
| US20180305253A1 (en) | Method for producing highly reactive cements | |
| US4135941A (en) | Process for the production of portland type cement clinker | |
| CA1133526A (en) | Method of preparing a novel cement adapted to be used as a refractory material | |
| US5891239A (en) | Quick-setting cement containing clinker based on calcium fluoro-aluminate mixed with lime | |
| JPS6336840B2 (no) | ||
| NO154692B (no) | Portland-sementklinker og anvendelse av denne for fremstilling av portland-sement. | |
| Gadayev et al. | By-product materials in cement clinker manufacturing | |
| GB2055786A (en) | Portland cement clinker | |
| Bensted | Gypsum in cements | |
| Odler | Improving energy efficiency in Portland clinker manufacturing | |
| Senapati | Cement | |
| KR820001077B1 (ko) | 고강도 수경성 시멘트 조성물 | |
| Fatah | Geochemical Specifications for Raw Materials Used in Gasin Cement Factory in Kurdistan Region NE-Iraq | |
| JP2024128285A (ja) | セメント組成物及びセメントペースト |