SU1299996A1 - Способ получени низкоосновного клинкера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, преимущественно к способу получени  низкоосновного клинкера. Целью изобретени   вл етс  повышение гидравлической активности клинкера. В предлагаемом способе получени  низкоосновного клинкера используют сырьевые смеси с экзотермическим эффектом бе- литообразовани  в интервале температур 1000-1ЗОб С, а обжиг ведут до получени  клинкера с кристаллами бели- та 15-25 мкм, что позвол ет повысить гидравлическую активность клинкера в 28 сут. от 36 до 45-49 МПа и снизить расхода топлива на 5-10%. 1 табл. О)

Description

Изобретение относитс  к промьш- ленности строительных материалов, преимушественно к способу получени  низкоосновного клинкера во вращающихс  печах.

Цель изобретени  - повьппение гидравлической активности клинкера.

. Исследовани ми установлено, что получение низкоосновного (белитово- го) клинкера повьшенной гидравлической активности основано на взаимосв зи химико-минералогического сос . тава и природы карбонатного и алюмо- силикатного кo пoнeнтoв, кинетики кристаллизации фаз клинкера в области высокотемпературных реакций и их кристаллохимических и морфологических особенностей.

Подбор ,компонентного состава сырьевых смесей с учетом плотности и зернистости известн ков или меловых отложений, а также химико-мине- ралргнческого состава глин приводит к изменению процесса высокотемпературных твердофазовых реак1.(ий и вли ет на кинетику образовани  силикатов кальци . Так, например, известн ки средней и крзтанокристагшичес- кой микроструктуры или глины каолинит-гидрослюдистой группы -по сравнению с. монтмориллонитовыми сдвигают начальную кристаллизацию белита и выделение тепла, св занное с этим процессоМ| в область более высоких температур до 1000-1300°С, На кривых дифференциального термического анализа (ДТА) этот процесс про вл етс  концентрированным экзотермическим эффектом. По сравнению с други-, ми типами сырьевых смесей, когда кристаллы белита начинают образовыватьс  при более низких температурах (650-900 С) и выделение тепла при их кристаллизации совпадает с тепло- поглощением, св занным с диссоциацией СаСОд, более позднее образование белита обеспечивает оптимальные услови  кристаллизации силикатов кальци  с более высокой реакционной способностью . Низкоосновные клинкера, в крторьпс формирование фазы белита начинаетс  в области температур 1000-1ЗОО С имеют более высокую гидравлическую активность,

За пределами этой области температур наличие других тепловых эффек- тов не совпадает с формированием си

ликатных фаз, обеспечивающих повышенную прочность цемента.

Изменение размеров кристаллов белита также оказывает существенное вли ние на гидравлическую активность белитового клинкера за счет изменени  кристаллохимического состо ни  белита, а также за счет изменени  формы частиц и свойств поверхности цементного порошка. Увеличение размеров кристаллов белита от 15 до 25 мкм способствует формированию кристаллов с высокими гидратационными свойствами . При измельчении таких клин- керов образуютс  цементные частицы с развитой остроугольной поверхностью. Уменьшение размеров кристатшов белита менее 15 мкм или их увеличение более 25 мкм приводит к снижению прочности цемента.

Способ осуществл ют следующим образом.

Подготавливают различные варианты сырьевых смесей на основе известн ков различных месторождений при изменении их плотности и крупности и месторождений мела, последовательно подбирают к ним благопри тную пару глинистого компонента от0

5

0

5

0

5

0

5

носительно экзотермического эффекта в области 1000-1300 С, измен ют при этом минералогический состав глин от каолинит-гидрослюдистых к монтморил- лонитовым.

При составлении сырьевых смесей необходимо, чтобы компонентный состав обеспечивал экзотермический эффект и св занный с ним процесс кристаллизации белита в области температур 1000-1 300°С. Если компонентный состав не обеспечивает экзотермический эффект при 1000-1300°С, то об зательным условием  вл етс  применение глин каолинит-гидрослюдистый группы. Если компонентный состав обеспечивает экзотермию в указанной области, то возможно использование глин любого Минералогического состава .

При этом на экзотермический эф-г фект в интервале температур 1000 - 1300 С вли ет в глинистом компоненте минералогический состав глин, а в карбонатном компоненте совокупность физических свойств, таких как плотность, энерги  и объем кристаллической решетки СаСОд и размер зерен СаСОз и SiO.

В таблице приведены результаты испытаний сырьевых смесей с применением средне- и крупнокристаллического известн ка Коркинского цементного завода, который независимо от специфики минералогического состава глин дает экзотермию в области температур 1000-1300°С (пример 1), мела Уль новского завода, требующего дл  по влени  экзоэффекта подбора глинистого компонента (пример 2), и мелкокристаллического известн ка Акм нского цементного завода, также требующего дл  по влени  экзотермического эффекта подбора минералоди- ческого состава алюмосиликатной глинистой части (пример 4),

В таблице также приведены результаты испытаний сырьевых смесей с глинами каолинит-гйдрослюдистой группы, обеспечивающих экзотермический эффект и белитообразование при 1000-- (пример 2) и глин преимущественно монтмориллонито-гидрослюдисто- го состава без экзотермического эф- фекта в указанной температурной области (пример 7).

Все смеси готовились с одинаковыми химическими характеристиками: КН 0.,82; п 2,4; р 1,4. Смеси размалывались до тонкости помола

ооа 6-8%.

,Перед обжигом определ ли наличие экзотермического эффекта взаимодействи : при 1000-1300°С у подобранной сырьевой смеси. Режим обжига .контролировалс  о статочным содержанием СаО в клинкере, которое не должно было превышать 1,5%,

В отобранных разовых и среднесменных пробах клинкера микроскопическим путем определ ли средний размер кристаллов белита. Заданные размеры кристаллов белита 15-25 мкм достигались

на печах изменением режима спекани .

При наличии клинкера с размерами кристаллов белита менее 15 мкм (при- мер 5), увеличивали расход топлива и длину зоны спекани  и за счет изменени  т ги и тоцлива добивались увеличени  размеров кристаллов силикатов кальци . В случае получени  клинкеров с кристаллами белита более 25 мкм (пример 6) с помощью перечне- леннык регулируемых параметров снижали теплс напр женность зоны спекани  и врем  нахождени  материала в зоне максимальных температур.

5

0 5

0

5

0

,.

5

0

Дл  физико-механических испытаний пробы клинкера размалывались с 5% гипса до удалени  поверхности 3000 t ±100 см /г. Испытани  проводились по стандартной методике (ГОСТ-310-76) и методике в малых образцах (1x1 х к 6 см), используемой в примере-прототипе ,

Дл  получени  данных дл  примера- прототипа (пример 8) использовалс  известн к Коркинского месторождени  и каолинитгидрослюдиста  глина, а в качестве щелочесодержащей добавки вводилс  бой листового стекла и пыль цементного производства.

Как видно из данных таблицы, подбор карбонатного компонента и глин каолинит-гидрослюдистой группы (примеры 1-3) способствуют по влению эк- Ъотермического эффекта в области 1000-1300 С, что при оптимальной крупности кристаллов белита 15-25 мкм приводит к повьшению гидравлической активности низкоосновного клинкера до 45-49 МПа (ГОСТ 310-76).

Отсутствие экзотермического эффекта в области температур 1000-1300°С и, следовательно, более раннее образование кристаллов белита 15 мкм (пример 5) и увеличение более 25 мкм (пример 6) снижают прочностные характеристики низкоосновного цемента до 34-36 МПа.

Таким образом, по сравнению с прототипом применение на заводах разработанного способа позволит повысить гидравлическую активность клинкера в 28 сут. от 36 до 45-49 МПа.

При этом по сравнению с обжигом сырьевьк смесей обычного портландце- ментного клинкера обжиг низкоосновных сырьевых смесей позвол ет снизить температуру обжига до 1350 и расход топлива на 5-10%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  низкоосновного клинкера путем приготовлени  сырьевых смесей с КН 0,76-0,86 и ее обжиг , отличающийс  тем, что, с целью повышени  гидравлической активности клинкера, используют сырьевые смеси с экзотермическим эффектом белитообразовани  в интервале температур J000-1300 С, а обжиг ведут до получени  клинкера с кристаллами белита. 15-25 мкм.

   Известн к коркиис- хий, монтморилло- mrr и гцдрослюда

   Мел уль новский, каолинит и гидроСЛХЩ8

   Известн к коркинс- кий, каолинит и гидрослкща

   Известн к акм нс- кий, монтмориллонит и гндрослюда

   Известн к коркинс- кий, моитмориллонит и гидрослюда

   Известн к коркинс- кий, моитмориллонит и гидрослюда

   Мел уль новский, монтмориллонит и гидрослюда

   По прототипу

   Нет Экэо- Экэо- Нет эк- Нет экэо- тер- терми  зотерьот экзотер- мн 

   НИИ

   Нет Нет экзо- экзо- тер- термии мин

   Экэо- терни 

   термии

   -

   Экэотер- ни 

   Нет экзо- термии

   Нет экзотермии

   Экзо- Экзо- терми  терми 

   -. «.

   Нет зкзотермии

   11

   ||

   Редактор М.Товтин

   Составитель А.Кулабухова Техред Л.Сердюкова

   Заказ 1116/24Тираж 588Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   15-20

   45

   67

   термии

   Экэотер- ни 

   15-20

   46

   69

   20-25

   49

   70

   -8-20

   40

   60

   11

   7-14

   36

   53

   ||

   26-35

   37

   55

   7-14

   34

   50

   36

   58

   Корректор И.Муска