Pierwszenstwo: 14.1.1964 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 19.VIII.1967 53 648 KI. 80 b, 20/04 MKP C 04 b UKD Wspóltwórcy wynalazku: Franz Rudolph, Max Laufer Wlasciciel patentu: Vereinigung Volkseigener Betriebe BETON, Drezno (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania utwardzonych para wodna wyrobów na bazie wapna z wykorzystaniem odpadów przemyslu sodowego Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania utwar¬ dzanych para wodna wyrobów na bazie wapna z wykorzystaniem odpadów przemyslu sodowego.Znany sposób wytwarzania utwardzonych para wodna wyrobów na bazie wapna z wykorzysta¬ niem odpadów przemyslu sodowego takich, jak muly podestylacyjne, zuzle lub popioly, polega na dodawaniu w niewielkich ilosciach tych odpadów do mieszaniny wapna i piasku. Po zmieszaniu wy¬ zej wymienionych skladników wytwarza sie w prasach pod cisnieniem ksztaltki, które poddaje sie wstepnej suchej obróbce cieplnej w przeciagu dziesieciu do dwunastu godzin, a nastepnie utwar¬ dza sie para pod cisnieniem na sztuczne kamienie.Znany jest sposób wytwarzania utwardzonych para wodna wyrobów porowatych na bazie wapna równiez z wykorzystaniem odpadów przemyslu sodowego gdzie do masy obok wapna i/lub ce¬ mentu, wody, srodków speczniajacych i dodatków korygujacych zamiast piasku mozna wprowadzac rózne materialy bogate w krzemionke. Wedlug tego sposobu ilosc dodawanych odpadów prze¬ myslu sodowego na przyklad soczewek wapien¬ nych gdzie ilosc swobodnego wapna zawarta jest w granicach 8—17°/o, wynosi co najmniej 70°/o ca¬ lej mieszaniny. Wytwarzanie takich wyrobów ze spoiw odbywa sie w ustawionych odpowiednio pionowo formach, w których wysokosc zaladowa¬ nej ciastowatej mieszaniny wynosi co najmniej 10 32 cm. Dla hydrotermicznego utwardzania sie sa przewidziane stojace autoklawy.Opisane wyzej znane sposoby, umozliwiaja wprawdzie wykorzystanie wszystkich odpadów przemyslu sodowego, to znaczy mulów podestyla¬ cyjnych, zuzli lub popiolu oraz soczewek wapien¬ nych, wymagaja jednak dodawania do masy wy- sokowartosciowego wapna palonego i/lub cemen¬ tu.Ponadto w wyzej opisanych sposobach przed utwardzaniem wyrobów para wodna pod cisnie¬ niem nalezy stosowac zageszczanie materialu przez prasowanie ksztaltek pod wysokim cisnieniem, oraz dziesiecio lub dwunastogodzinna wstepna ob¬ róbke termiczna. Dlatego wytwarzanie wyrobów tymi sposobami jest dosc klopotliwe i jednoczesnie nieekonomiczne. Wstepna obróbka termiczna jest nietylko pracochlonna lecz wymaga jeszcze znacz¬ nego zuzycia energii oraz dodatkowych nakladów technicznych. W szczególnosci wytwarzanie wyro¬ bów w duzych rozmiarach jest wedlug tego znane¬ go sposobu bardzo kosztowne ze wzgledu na wy¬ magane duze zageszczenie materialu i koniecznosc stosowania do tego celu ciezkich pras.W przypadku wytwarzania wyrobów o duzej wysokosci, na przyklad o wysokosci kondygnacji budynku i wiekszej, ciezka krzemionka wykazuje zawsze daznosc do opadania na dól w ciastowatej mieszaninie. Mimo zwiekszenia dodatku srodków speczniajacych w produkcie gotowym stwierdza 53 64853 648 4 sie w przekroju pionowym nierównomierne wy¬ trzymalosci. Jednoczesnie zbyt duzy dodatek srod¬ ków speczniajacych jest równiez niekorzystny ze wzgledu na znaczne obnizenie wytrzymalosci wy¬ robów. Oprócz tego wedlug tego sposobu do masy wprowadza sie takie dodatki korygujace jak ste¬ zone szklo wodne, siarczan wapnia i siarczan me¬ talu alkalicznego, które ze wzgledu na wysoka cene i zmiany objetosci przy przemianach (siar¬ czan wapnia) — czynia sposób uciazliwy i nieeko¬ nomiczny.Sposobem wedlug wynalazku wytwarza sie wy¬ roby na bazie wapna z zastosowaniem odpadów przemyslu sodowego zarówno w postaci mulów podestylacyjnych jak i soczewek wapiennych bez koniecznosci dodawania wapna palonego, gipsu i siarczanów metalu alkalicznego.Odpadami stosowanymi w sposobie wedlug wy¬ nalazku moga byc tez popioly, jednak korzystniej jest stosowac muly podestylacyjne i soczewki wa¬ pienne, gdyz zawieraja one wiecej niz popioly wapna i innych zwiazków wapnia.Zastapienie w sposobie wedlug wynalazku wa¬ pna palonego calkowicie odpadami przemyslu so¬ dowego wymaga jednak odpowiedniego przygoto¬ wania tych odpadów zarówno mulów podestyla¬ cyjnych jak i soczewek wapiennych. Muly podesty¬ lacyjne zawieraja 50—60% weglanu wapnia, oko¬ lo 6—16% aktywnego wapna oraz okolo 8% chlor¬ ku wapnia. Chlorek wapnia zawarty w stosunko¬ wo duzych ilosciach w mulach podestylacyjnych, ze wzgledu na niekorzystne oddzialywanie na go¬ towe produkty (wykwity) wymywa sie na drodze plukania mulu do minimalnych jego zawartosci nieprzekraczajacych 0,45%.Poniewaz materialy stale zawarte w mulach po¬ destylacyjnych wystepuja juz w rozdrobnieniu odpowiednim do przerabiania, dlatego po wymyciu CaCl2 i po wysuszeniu mul daje lekki, objetoscio¬ wy, bardzo pulchny material, wplywajacy korzyst¬ nie na ciezar objetosciowy gotowego wyrobu i na¬ dajacy sie bezposrednio do dodawania do masy.Soczewki wapienne stanowi mieszanina wegla¬ nu wapnia w ilosci 45—60% aktywnego wapna w ilosci 8—20°/o i polaczen wapniowych w postaci krzemianów dwu i trójwapniowych w ilosci 4— 15°/o oraz gliny w ilosci 4—8%.Ze wzgledu na mala zawartosc aktywnego wa¬ pna soczewki wapienne w tej postaci w jakiej wy¬ stepuja jako odpadki przemyslowe, nie nadaja sie bezposrednio do wytwarzania wyrobów sposobem wedlug wynalazku.Istnieje jednak mozliwosc przerobienia nieak¬ tywnych, skladników soczewek to znaczy przepro - wadzenie wyzszych zwiazków wapnia w proste zwiazki wapniowe sposobem hydratacji, zwieksza¬ jac zawartosc aktywnego wapna do ilosci wystar¬ czajacej do wytwarzania wyrobów o pozadanej wytrzymalosci na sciskanie i zginanie. Proces hy¬ dratacji soczewek przeprowadza sie na drodze zmielenia ich z dodatkiem wody w ilosci 45%.W zaleznosci od ilosci powstajacego ponownie wapna wystepuje pecznienie soczewek o 40—70%.Zakonczenie tego procesu nastepuje dopiero w autoklawach podczas utwardzania wyrobów para wodna.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze muly podestylacyjne i soczewki wapienne przygo- 5 towane jak powyzej miesza sie z materialem bo¬ gatym w krzemionke na przyklad z maczka kwar¬ cowa, ewentualnie z niewielkimi ilosciami hydra¬ tyzowanych materialów zawierajacych krzemion¬ ke na przyklad z cementem portlandzkim lub zuzlem wielkopiecowym, do calosci dodaje sie wo¬ dy oraz ewentualnie srodków spulchniajacych np. metalicznego glinu sproszkowanego, nastepnie od¬ lewa w formy i utwardza para wodna.Mieszanina wyzej wymienionych skladników ilosciowo sklada sie z 15—30% najkorzystniej z 30% soczewek wapiennych, 30—50% najkorzyst¬ niej 30% mulów podestylacyjnych, 20—60% naj¬ korzystniej 35% maczki kwarcowej z zawartoscia co najmniej okolo 75% krzemionki, ewentualnie 5% hydratyzowanych materialów zawierajacych krzemionke, 30—50% najkorzystniej 45% wody oraz ewentualnie 0,035% srodków spulchniaja¬ cych.Ze wzgledu na drobnoziarnistosc wszystkich skladników masy oraz maly stosunkowo udzial w masie ciezkich materialów zawierajacych krze¬ mionke na przyklad maczki kwarcowej, sposobem wedlug wynalazku mozna wytwarzac wyroby o duzej wysokosci i o równomiernej wytrzymalosci; w przekroju pionowym.Przyklad. Muly podestylacyjne zawierajace oko¬ lo 90% wilgoci poddaje sie procesowi plukania za pomoca filtrów. Zawartosc w mule chlorku wapnia, obniza sie przez plukanie z ilosci 8% az do uzyska¬ nia nieszkodliwego 0,45% minimum. Po wymyciu chlorku wapnia, mul wprowadza sie do zasobnika z mieszalnikiem. Soczewki wapienne usuwa sie za pomoca bebna sitowego z mleka wapiennego, miele sie do ziaren 2 mm i równiez przechowuje sie w zasobniku z mieszalnikiem. W podobny sposób po¬ stepuje sie równiez z maczka kwarcowa, która przechowuje sie tymczasem w zasobniku umiesz¬ czonym nad wejsciem do rurowego mlyna wielo- komorowego. Dozowane materialy wraz z cemen¬ tem portlandzkim w rurowym mlynie miesza sie: w nastepujacym stosunku: 30°/o mulów podestylacyjnych 30% soczewki wapiennej 35% maczki kwarcowej 5% cementu Wode dodaje sie przez wodomierze podczas pro¬ cesu mielenia az do uzyskania ogólnej wilgotnosci materialu podstawowego 45%.Mielenie w tym wielokomorowym mlynie ruro¬ wym odbywa sie az do uzyskania na mokro mial- kosci o przesiewie 5—10% przez sito majace 4900 oczek na 1 cm2. Jednoczesnie w mlynie kulowym odbywa sie energiczne mieszanie tych materialów.Tak otrzymana pulpe wprowadza sie swobodnym spadkiem po korycie do mieszadla, skad za pomo¬ ca pompy wirowej dla materialów gestych wpro¬ wadza sie do zasobnika dozujacego z mieszadlem^ umieszczonego z boku powyzej mieszalnika. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6053 648 5 6 Proces mieszania zachodzacy na skutek ener¬ gicznego przemieszania materialów podstawowych w wielokomorowym mlynie rurowym jest krótki i wynosi okolo 30 sekund. W trakcie procesu mie¬ szania dodaje sie srodka speczniajacego, a miano- 5 wicie pasty Al w ilosci 0,045%, która zarabia sie w ilosci 45°/o woda w malym zbiorniku mieszal¬ nym.Nastepnie za pomoca pochylni opróznia sie mie¬ szalnik przy swobodnym spadku do ustawionych 10 na rab forem pakietowych. Taki pakiet form pu¬ stych byl uprzednio wprowadzony do stojacego autoklawu lub kotla. Utwardzanie para pod cisnie¬ niem odbywa sie nastepnie w znany sposób wedlug nastepujacego schematu utwardzania: 15 2,V2 godz od 0 do 8,5 atm. 10,3/4 godz przy 8,5 atm. % godz od 8,5 do 0 atm. 20 W warunkach pracy malego zakladu doswiad¬ czalnego wytworzono wiele ksztaltek próbnych w ksztalcie graniastoslupów i kostek z lekkiego be¬ tonu porowatego wedlug wynalazku, które wyka¬ zaly nastepujace wytrzymalosci: wytrzymalosci na 25 sciskanie maksymalnie wynosza dla graniastoslupa o wymiarach 4X4X16 cm — 99 kp/cm2 kostki o wymiarach 10X10X10 cm — 70 kp/cm2 30 kostki o wymiarach 20X20X20 cm — 60 kp/cm2 i wytrzymalosc na rozciaganie przy zginaniu dla graniastoslupa o wymiarach 4X4X16 cm wynosi 28 kp/cm2. 35 Wartosci te moga byc jeszcze przekroczone przy wytwarzaniu wyrobów sposobem wedlug wyna¬ lazku w skali przemyslowej.Ksztaltki próbne mialy wyrazne krawedzie, byly dobrze uksztaltowane, gladkie i nie wykazywaly 4o zadnych rys ani oznak rozpadu. Ciezar objetoscio¬ wy wynosil od 0,7 do 0,8. Badanie chemiczne wy¬ kazalo, ze zawartosc niezwiazanego CaO w prób¬ kach wynosila okolo 1,7%. Po wielomiesiecznym przetrzymywaniu w wodzie próbki nie wykazywa- 5 ly zadnych wykwitów. PL