PL76475B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 19.02.1971 (P. 146340) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 21.04.1975 76475 KI. 80b, 5/01 MKP C04b 7/14 LMIA *%l Pcentowego | q i}L, ^j/^^iki^ toto Twórcywynalazku: Jerzy Grzymek, Anna Derdacka Uprawniony z patentu tymczasowego: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica, Kraków (Polska) Sposób otrzymywania mineralnego wiazacego tworzywa budowlanego z hutniczego zuzla pocynkowego ' Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mineralnego wiazacego tworzywa budowlanego z hut¬ niczego zuzla pocynkowego. Tworzywo znajduje zastosowanie w budownictwie do wykonywania tynków, za¬ praw murarskich i innych lub jako dodatek hydrauliczny do cementu hutniczego i portlandzkiego.Znane dotychczas sposoby otrzymywania wiazacego tworzywa budowlanego sa oparte na surowcach takich jak: kamien wapienny, margle, gliny, granulowany wielkopiecowy zuzel hutniczy, anhydryty i gipsy. Natomiast nie jest znane wykorzystanie do tego celu hutniczego zuzla pocynkowego, który tworzy duze haldy uciazliwego odpadu przemyslowego. Zuzel powstaje przy produkqi cynku na drodze redukcyjnego wypalania zdolomityzo- wanych, ubozszych rud cynkowych w piecach obrotowych. Zuzel pocynkowy zawiera okolo 45% wapna, zwiaza¬ nego w ortokrzemianach wapniowych, w ortoglinianie wapniowym i w siarczku wapniowym, w postaci silnie przepalonego, tak zwanego martwego wapna. Obok wapna zuzel pocynkowy zawiera okolo 20% tlenku magnezu, wystepujacego pod postacia grubokrystalicznego peryklazu. W zuzlu wystepuje ponadto, w wyniku redukcyjnego wypalania, zelazo metaliczne, skoksowany wegiel, resztki cynku, olowiu i manganu.Ze wzgledu na wystepujace w zuzlu duze ilosci grubokrystalicznego peryklazu, „martwo" wypalonego, wapna oraz siarczku wapniowego, zuzel ten nie nadaje sie bezposrednio do stosowania jako tworzywo wiazace $ni jako surowiec do wypalania portlandzkiego klinkru cementowego, ani tez jako hydrauliczny domielany dodatek do cementu.Wystepujace w zuzlu pocynkowym wyjatkowo duze ilosci „martwo" palonego wapna i grubokrystalicznego peryklazu w zarobionym zaczynie cementowym spowodowalyby w pózniejszym okresie dojrzewania z woda niebezpieczny brak stalosci objetosci zaprawy czy tez betonu. Równoczesnie wieksze ilosci zawartego siarczku wapniowego w zaprawie betonowej powodowalyby dlugotrwaly proces hydraulicznego rozpadu siarczku wap¬ niowego, polaczony z wydzielaniem sie z betonu do otoczenia szkodliwego siarkowodoru. Zbyt duze ilosci zawartego tlenku magnezu w zuzlu pocynkowym wykluczaja równiez mozliwosc jego stosowania jako dodatku do nadawy surowcowej, sluzacej do wypalania portladzkiego klinkru cementowego. Wypalony klinkier cemen¬ towy, zawierajacy zbyt duza ilosc grubokrystalicznego peryklazu, spowodowalby równiez duze zmiany objetos¬ ciowe podczas pózniejszego dojrzewania zapraw betonowych, co prowadziloby do ich spekan, a nawet do zupelnego rozpadu.2 76475 Celtem wynalazku jest wykorzystanie zuzla pocynkowego do wytwarzania hydraulicznie trwalego tworzywa wiazacego, o ograniczonych zmianach objetosciowych, Cel ten osiaga sie w ten sposób, ze zuzel pocynkowy poddaje sie dzialaniu wilgoci, a nastepnie wypala w atmosferze utleniajacej w temperaturze nie wyzszej od 1100°C, po czym schladza sie do temperatury otocze¬ nia. Uzyskany spiek, przemielony z dodatkiem gipsu 1 innych znanych opózniaczy, stanowi gotowe tworzywo wiazace.Pod dzialaniem wilgoci, wapno zawarte w zuzlu, wypalone „martwo" podczas odzysku cynku w tempera¬ turze okolo 130Q°C, ulega hydraulicznemu rozkladowi na wapno gaszone. W dalszym etapie, w wyniku utleniaja¬ cego wypalania nastepuje skalcynowanie wodorotlenku wapniowego do tworzacego sie w temperaturze nieprze- kraczajacej 1100°C aktywnego wapna budowlanego. Zawarty w zuzlu siarczek wapniowy ulega utlenieniu do anhydrytu, który w temperaturze 1100°C czesciowo dysocjuje i przechodzi w estrichgips budowlany.Wypalanie w atmosferze utleniajacej powoduje równiez utlenienie metalicznego zelaza, znajdujacego sie w zuzlu, do tlenków zelazowych, które ze znajdujacym sie w zuzlu niezwiazanym wapnem tworza zelaziany wapniowe. Wystepujacy w .zuzlu pocynkowym, grubokrystaliczny peryklaz rozpuszcza sie w wyzszych tempera¬ turach w fazie zelazianów wapniowych tworzac roztwór staly (CaO. Fe203 17 MgO).W trzecim etapie postepowania, podczas szybkiego ochlodzenia spieku wydziela sie z fazy zalazianu wap¬ niowego tlenek magnezu w postaci silnie rozproszonej, odrebnej fazy drobnokrystalicznego tlenku magnezu pod postacia peryklazu. Otrzymany sposobem wedlug wynalazku spiek, jest mieszanina mineralów o róznych wlas¬ nosciach wiazacych.Najwieksza ilosc, bo okolo 30% wagowych spieku stanowia zwiazki alitu i glinianu trójwapniowego, bedace mineralnymi skladnikami spieku, o silnych, hydraulicznie trwalych wlasnosciach wiazacych, zapewniaja¬ cych dobre wlasnosci wytrzymalosciowe tworzywa po zarobieniu z woda.W ilosci okolo 20% wagowych wystepuje w spieku zelazian wapniowy, który jest mineralem o trwalych, ale bardzo slabych wlasnosciach wiazacych i niskiej wytrzymalosci. Wystepujace w spieku w ilosci okolo 20% wagowych wapno budowlane, jest mineralem hydraulicznie nietrwalym, o aktywnych wlasnosciach wiazacych, ale wykazujacym po zarobieniu z woda niskie wlasnosci wytrzymalosciowe. Estrichgips, zawarty w spieku w ilosci okolo 10% wagowych, stanowi mineral o aktywnych hydraulicznie, nietrwalych wlasnosciach wiaza¬ cych, wykazujacy po zarobieniu z woda silniejsze od wapna, a slabsze od cementu, wlasnosci wytrzymalosciowe.Wystepujacy w spieku w ilosci okolo 10% wagowych drobnokrystaliczny, silnie zdyspergowany peryklaz, jest w tej postaci malo szkodliwym dodatkiem, który stosunkowo szybko ulega hydratacji, dzieki czemu nie wplywa ujemnie na zmiany objetosci, zapraw i betonów w pózniejszym okresie ich dojrzewania. Uzyskany z hutniczego zuzla pocynkowego spiek, poddaje sie mieleniu z dodatkiem gipsu i innych znanych substancji, regulujacych proces wiazania. Otrzymane tworzywo wiazace jest trwalsze hydraulicznie od wapna budowlanego i gipsu i wykazuje stalosc obojetnosci w granicach dopuszczalnych dla cementu portladzkiego. Wytrzymalosc zaprawy, wykonanej z tego tworzywa* jest co najmniej 4-krotnie wyzsza od wytrzymalosci zaprawy, sporzadzo¬ nej z wapna budowlanego. Dzieki swym wlasnosciom tworzywo, otrzymane sposobem wedlug wynalazku nadaje sie nie tylko do wykonywania tynków i zapraw murarskich, lecz równiez jako hydrauliczny dodatek do cementu hutniczego. W tym celu miesza sie tworzywo w ilosci okolo 30% wagowych z zuzlem hutniczym iklinkrem portlandzkim, uzyskujac cement sredniej marki, oznaczonej w polskiej normie jako „250".Ponadto sposób otrzymywania tworzywa budowlanego z hutniczego zuzla wedlug wynalazku pozwala na wykorzystanie bezuzytecznych zwalowisk, zalegajacych wokól hut cynku. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania mineralnego wiazacego tworzywa budowlanego z hutniczego zuzla pocynkowego, znamienny tym, ze zuzel pocynkowy poddaje sie dzialaniu wilgoci, a nastepnie wypala w atmosferze utleniajacej w temperaturze nie wyzszej od 1100°C, po czym uzyskany spiek schladza sie do temperatury otoczenia a po zmieleniu miesza sie ze znanymi substancjami, regulujacymi proces wiazania.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze metaliczne zelazo, zawarte w zuzlu, utlenia sie do tlenków zelazowych, które ze znajdujacym sie w zuzlu niezwiazanym wapnem tworza zelaziany wapniowe.

3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze grubokrystaliczny peryklaz, znajdujacy sie w zuzlu pocynkowym rozpuszcza sie fazie zelazianów wapniowych z której podczas szybkiego chlodzenia sie spieku wydziela sie pod postacia nie majacego ujemnego wplywu na stalosc objetosci zapraw cementowych silnie zdyspergowanego drobnokrystalicznego peryklazu.76475 3

4. Sposób wedlug zastrz. 1-3, znamienny tym, ze dzialaniem wilgoci „martwo'* wypalone wapno ulega rozkladowi hydraulicznemu na wapno gaszone, które poddane utleniajacemu wypalaniu zostaje odwodnione do aktywnego wapna budowlanego, zas siarczek wapniowy utlenia sie do anhydrytu, który podczas wypalania dysocjujac przechodzi w aktywny estrichgips budowlany. PL PL