SU1565821A1 - Способ получени белитового в жущего - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству белитового в жущего. Целью изобретени   вл етс  снижение температуры затвердевани  и повышение прочности на изгиб цементного камн . Осуществл ют смешивание твердых остатков содового производства и смеси алюмосиликата с пиритными огарками в соотношении 3:1 - 1:3. Приготовленна  шихта обжигаетс  при 900°С. Полученный продукт подвергают совместному помолу с 40% кварцевого песа. Затвердевание цементного камн  осуществл етс  при 80°С, прочность на изгиб цементного камн  составл ет 10,3 - 11,5 МПа. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству бели- тового в жущего.

Целью изобретени   вл етс  снижение температуры затвердевани  и повыыение прочности на изгиб цементного камн .

Температура обжига сырьевых шихт дл  получени  в жущих материалов определ етс  главным образом скоростью св зывани  СаО кислыми компонентами (песок, природный алюмосиликат, пирит- ные огарки, бокситы) в соответствующие минералы. Ь том случае, если реакционна  поверхность кислых компонентов мала, а скорость поставлени  СаО низка (известн к при температуре 900°С), то энергозатраты на получение минералов белитового клинкера существенно повышаютс  (до 1 100- ).

Так как твердый остаток отходов содового производства отличаетс  большой дисперсностью и соответственно высокой скоростью диссоциации при одновременно высокой реакционной способной поверхности алюмосиликатов и пи- ритных огарков 2,7-35,8 м /г , то создаютс  услови  дл  прохождени  реакций минералообразовани  при малых температурах (900-1000°С).

Граничные соотношени  алюмосиликата и пиритных огарков в составе сырьевой шихты выбирают из услови  существовани  определенных количественных соотношений ферритных гидро- силикатов кальци , которое позвол ет обеспечить снижение температуры затвердевани , повышение деформативных свойств, а также получение исходных материалов клинкера, при незначительсд

о ел

ных энергозатратах дл  образовани  заданных кристаллогидратов, Соотношение алюмосиликата и ипритных огарков более 3: на ранних стади х твердени  (24 ч) способствует тому, что в объеме камн  реализуютс  услови  дл  преобладающего количества гидросиликатной св зки над гидрогранатной и их более раннего по влени , чем гидрогранатов , что приводит к образованию крупнокристаллической структуры внутри мелкокристаллической и частичному разрушению контактов срастани  .

Это в конечном итоге и приводит к получению К„ 2S T.P, к скичсению

о

рочности на изгиб, например, 175° С, от 3 до 4, т.е. к аго примерному равенству с. прототипом. Удовлетворительные деформативные

свойства реализуютс , если К-с 2,

о

С изменением соотношени  природный алюмосиликат; пирктные огарки в составе сырьевой смесу- менее 1:3, в твердеющем камне реализуютс  услови  дл  преобладающего содержани  феррит ных гидрогранатов кальци . Вследствие их стадийного харгктеоа образовани  (т, ев через ме raci абктьное нение C4FH3 9 CjFHb) ферритные гидрогранаты имеют низкую удельную поверхность , малое количество чонтакто срастани , невысокую прочность и высокую жесткость структуры Имеющеес  количество гидросиликатов кальци  в составе камн  незначителт- io и не позвол ет в полной мере реализовать принципы получени  взанмопрорастаю- щих кристаллогидратных структур. Это и нарушает возможность прорастани  в объеме камн  какого-либо из кристаллогидратов и приводит к возрастанию жесткости камн  и снижению прочности на изгиб.

Ограничение в составе сырьевой смеси при реализации предлагаемого способа суммарного содержани  пирит- ных огарков и алюмосиликата обусловлено минимально возможным содержание свободного СаО в составе клинкера ил его недостаточностью дл  образовани  соответствующих соединений, а именно C2F, ЦАР, СИА7, .

Достижение температуры обжига 900 1000°С, С1гажение температуры затвердевани  до 80 С обусловлены совместным смещением твердого остатка с

5

0

5

0

пиритными огарками и природным алюмосиликатом , Смешение твердого остатка содового производства только с пиритными огарками приводит к повышению температуры обжига, необходимой дл  полного усвоени  СаО (по данным рентгеноструктурного анализа), до 1050-1150°С, а также к тому, что впоследствии состав продуктов твердени  будет представлен только феррит- ьгыми гидрогранатами и это преп тствует снижению К о. (в силу малого числа

о контактов срастани  в объеме камн ,

т.е. свойств самих кристаллов). При смешении твердого остатка только с алюмосиликатом при 900-1000°С образуютс  и геленит, что снижает гидравлическую активность полученного в жущего при температуре твердени  менее 100°С и не обеспечивает затвердевани  и образовани  прочного камн  (более 2,0 МПА). Совместное смешение твердого остатка отходов содового производства алюмосиликата и пиритных огарков реализует при обжиге такое состо ние в обжигаемой смеси, что доминирующими в составе клинкера  вл ютс  минералы ВСг8. СЙАР, . Это и позвол ет получить новые свойства в предлагаемом способе по сравнению с известным, а именно снижение энергозатрат на получение клинкера путем снижени  температуры обжига, температурь| затвердевани  до температуры 80 С и повышени  деформа- тивных свойств камн  (или повышени  прочности камн  на при незначительном снижении прочности камн  на сжатие).

i

Наличие в составе продукта обжига

ферритов , алюминатов кальпи  и бели- та обеспечивает по вление новых положительных свойств раствора и камн . Ферриты и алюминаты кальци , обладающие более высокими скорост ми твердени  по сравнении: с белитом BC2S при твердении, способствуют формированию структурного каркаса феррит- ных и алюминатных гидрогр:.натов кальци . Твердеющий с меньшей скоростью белит совместно с кремнеземом, вводимым при помоле, образует в главном структурном каркасе из гидрогранатов дополнительную кристаллогидратную св зку из низкоосновных гидросиликатов кальци . Формиру сь при высоких перенасыщени х жидкой фаты, они уплртн ют структуру камн  при одновременном перераспределении структуры перового пространства. Перераспределение пор камн  по размерам и составу увеличивает в его составе долю замкнутых пор, служащих одновременно компенсаторами напр жений, возникающих при нагружении камн .

Снижение температуры твердени  получаемого в жущего обусловлено

как наличием ферритов и алюминатов кальци , так и формированием их и белнта в процессе обжига в мелкокристаллическом виде вследствие высоких пересыщений при их образовании,

В качестве алюмосиликатов используют глину, а также горную породу вскрыши уголмтого карьера, золу-унос, их химический состав приведен в табл.1, а также пиритные огарки с содержанием Fe205 88%.

Т а б липа

Твердый ос- 50,66-54,00 2,0-2,2 8,35-9,58 2,1-2,9

Предлагаемый способ отличаетс  от известного более полным св зыванием СаО из состава твердого остатка отходов содового производства и фазовый состав продукта обжига представ лены такими соединени ми как BC2S,

с

СлАР и

также .

Наличие

этих соединений способствует получению камн  с высокими деформативными свойствами по сравнению с известным способом и меньшей температурой затвердевани . Причем отношение прочности на сжатие к прочности на изгиб составл ет при реализации предлагаемого способа 1,0-1,80, в то врем  как при реализации известного способа 2,57-3,75. Это свидетельствует о более высоких деформативных свойствах камн  на основе в жущего, полученного по предлагаемому способу.

2,75-3,05 20,69-22,03 5,12- 1,02-30,1- 6,92 6.3 34,2

Фазовый состав камн  представлен гидрогранатами и низкоосновными гид- росиликатами кальци , что говорит о его высокой стабильности в гидротермальных услови х.

Предлагаемый способ получени  в жущего реализуетс  следующим образом, Смешиваетс  2400 г твердого остатка содового производства, 150 г глины , 450 г пиритных огарков, что соответствует их соотношению 1:3 и их содержанию в количестве 25%. Приготовленную шихту обжигают при 900 С. В последующем из полученного продукта обжига отбирают 1200 г (60%) и подвергают совместному помолу с 800 г кварцевого песка (40%) по удельной поверхности 0,31 м2/г.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Известный

1050

Кремнезем 5030

4,325,02

4,685„21

2,57 2,63

3,75 3,86

3200

4200

1,80

4,20

4,50

4,00

1,31

2,0

3,70

4,5

4,4

1,50

5,5

2,33

1,25

1,2

1,0

2,70

2,84

1,65

1,43

1,50

3,07

1,18

18,5 1,47 1,57 1,60 2,31 3,00 1,53 1,50 1,53 2,72 1,47

4,67 .1,76 1,65 1,65 2,76 4,12 1,56 1,65 1,61 2,70 1,52

Ln

CJN

Ol

оо

3200

4200

1,3 2,4 3,2 3,5 1,4 1,4 2,7 3,5 3,7 1,3 3,4

2,58 1,67 1,44 1,23 2,32 2,29 1,56 1,31 1,14 2,42 1,35

3,27 1,79 1,77 1,69 2,13 3,20

1,74 1,60 1,79 2,50 1,58

4,7

1,80

1,58

1,58

2,65

4,51

1,56

1,40

1,51

2,62

1,50

03

900

Зола-унос:

:пиритные огарки 4:1

3,20 15,00

22,00

1,4

4,5

4,00

2,29

3,33

5,50

3200

Ul ON Ln 00 NJ

Использование предлагаемого спосо- ба получени  белитового в жущего позволит снизить энергозатраты на его производство путем снижени  температуры обжига, снизить температуру твердени  в жущего и деформативные свойства камн  на его основе. Улучшение свойств камн  позволит исключить возможность его разрушени  под действием знакопеременных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации скважин. Наличие в составе камн  на основе в жущего по предлагаемому способу гидрогранатов позволит повысить его коррозионную стойкость при воздействии агрессивных пластовых флюидов и избежать ухудшени  его свойств в длительные сроки гидротермального твердени  вследствие их термостой- кости и низкой растворимости.

Использование в качестве компонентов недефицитных продуктов, твердого остатка отходов содового производства , пиритных огарков и глины, горелой породы позволит утилизовать их, освобожда  занимаемые ими площади , т.е. решить природоохранные воп- р осы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  белитового в жущего , включающий смешение твердого остатка отходов содового производства с кремнеземистым компонентом в количестве 25-30% от массы шихты, обжиг ее и помол с 30-50% кремнезема от массы в жущего, отличающийс  тем, что, с целью снижени  температуры затвердевани  и повышени  прочности на изгиб цементного камн , в качестве кремнеземистого компонента используют смесь алюмосиликата с пиритными огарками при их соотношении 3:1-1:3,