Способ получения активной минеральной добавки к цементу

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКИ К ЦЕМЕНТУ, включакщий смешивание электротермофосфорного шлака и сульфатсоДержащего компонента с последующей термообработкой смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения гидравлической активности добавки, повышения прочности и уменьшения усадкИ цемента , в качестве сульфатсодержащего компонента используют ярозит при следующем соотношении компонентов , масф%: Электротермофосфорный шлак60-90 Яроэит 10-40 а полученную смесь термообрабатывают при 450-600°С в течение 20-120 мин.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1165656

4(51) С 04 В 7/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

N aBTopcNoMv сйМ@етВъстВу (21) 3666380/29-33 (22) 29.11.83 (46) 07.07 ° 85. Бюл. В 25 (72) А.M. Иманов, С.Х. Теймурова, В.Я. Проскурина и О.М. Иманова (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт строительных материалов им. С.А. Дадашева (53) 666.944.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 624892, кл. С 04 В 7/14, 1976

2, Авторское свидетельство СССР

У 893925, кл. С 04 В 7/14, 1981 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ

МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКИ К ЦЕМЕНТУ, включающий смешивание электротермофосфорного шлака и сульфатсодержащего компонента с последующей термообработкой смеси, о т.л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, повьппення гидравлической активности добавки, повышения прочности и уменьшения усадки цемента, в качестве сульфатсодержащего компонента используют яроэит при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Электротермофосфорный шлак 60-90

Яроэит 10-40 а полученную смесь термообрабатывают при 450-600 С в течение 20-120 мин.

1 1165

Изобретение относится к производству шлакосодержащих вяжущих материалов и может быть использовано в промьппленности строительных материалов.

Известен способ получения активной минеральной добавки путем введения в расплав электротермофосфорного шлака пыли цементных нечей с последующей грануляцией Г! 3.

Недостатком способа является низ- 10 кая гидравлическая активность шлака и цемента на его основе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения активной добавки, включающий смешивание электротермофосфорного шлака с сульфатом натрия с последующим плавлением смеси при 1400-! 470 С 2)

Недостатком известного способа является высокая температура и большой расход тепла на плавление добавки, низкая прочность и большая усадка вяжущего. 25

Целью изобретения является снижение энергозатрат, повышение гидравлической активности добавки, повыше.ние прочности и уменьшение усадки цемента.

Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу получения активной минеральной добавки к цементу, включающему смешивание электротермофосфорного шлакаи сульфатсодержащего компонента споследующей термообработ-З5 кой смеси, в качестве сульфатсодержащего компонента используют яроэит при следующем соотношении компонентов, мас. :

Электро термофо сфорный шлак 60-90

Яроэит 10-40 и полученную смесь термообрабатывают при 450-600 С в течение 20-120 мин, 45

В процессе совместной термообработки шлака и яроэита последний, разлагаясь в температурном интервале

400-600 С, выделяет сульфат-ионы и гидратную воду, которые способствуют повышению гидравлической активности

50 шлака, Кроме того, продукты распада ярозита также приобретают высокую активность по отношению к гидратам

55 оксида кальция.

При изучении гидравлических свойств полученной добавки использованы гранулированный электротермо656 фосфорный шлак и ярозит из Учтапинского проявления, состав -которых приведен в табл.l.

Электротермофосфорный шлак и ярозит предварительно измельчают до размера частиц менее 5 мм, тщательно перемешивают в соотношениях, указан" ных в табл.2, и нагревают до 450700 С с выдержкой 20-120 мин. о

Наибольшей активностью характеризуется сырьевая смесь, состоящая из

60-90 мас.% электротермофосфорного шлака и 10-40 мас.% ярозита, подвергнутых термической обработке при

450-600 С с выдержкой 20-120 мин.

При этом активность предлагаемой добавки в 1,5-4,4 раза больше по сравнению с известной, а температура обработки добавок на 800-1020 С ниже.

С увеличением количества яроэита в смеси повышается и активность добавки.

При высокой температуре и большой выдержке происходит полное разложение ярозита, улетучивается основное количество серного ангидрида и получается добавка со значительным количеством гематита, который является инертным и снижает ее активность.

Поэтому при производстве добавки не рекомендуется повышать температуру более 600 С, а выдержку более

120 мин. Чем выше температура, тем меньшей должна быть выдержка.

Оптимальный режим должен быть в пределах: температура 420-600 С и выдержка 20-120 мин.

При изготовлении вяжущего с добавкой портландцементный клинкер, двуводный гипс и добавку перемешивают, подвергают измельчению до тонкости помола порядка 300 м /кг. Из полученного вяжущего и стандартного песка в соотношениях 1:3 при водовяжущем отношении 0,45 изготовляют образцы-кубы размером Зх3х3 см. После суточного влажного хранения образцы расформовывают и испытывают, I на прбчность.

Результаты испытаний (табл.3 ) показывают, что предлагаемая добавка обеспечивает нормальное нарастание прочности и повышение марочной прочности на 140 кгс/см rro сравнению с

2 бездобавочным цементом. При этом линейное расширение вяжущего к концу 28-суточного твердения находится в пределах 0,28-2,5 . Расширение з 1165656 4 вяжущего, в основном, происходит в менее 5 мас.Х, также обладает высотечение I суток после затворения во- кой активностью, поэтому нижний предой, дел содержания предлагаемой добавки

Вяжущее, содержащее предлагаемую в вяжущем не ограничивается. Одновредобавку в количестве более 40Х, осо- g менно резко снижается содержание щебенно с высоким содержанием ярозита, лочей в добавке н, следовательно, в характеризуется несколько пониженной вяжущем и тем самым предупреждается активностью. Это,возможно, обусловле- щелочная коррозия. Полученное вяжуно высоким значением линейного рас- щее характеризуется светло- и темноширения изделий. приводящим к обра" 1О коричневым цветом, в зависимости зованию микротрещин в теле затвер- от количества добавки, и может быть девшего камня. Вяжущее, содержащее использовано также вместо цветного, предлагаемую добавку в количестве . цемента.

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Х в материале

Исходные материалы

S101 А1 203

Fe О СаО MgO . S03 Na>0+ п.п.п т з

К О т

Электротермофосфорный шлак

38,2 5,61 1,2 48,42 2,4 1 0 0,22

10,215,3

10,3- 3,936,7 6,5

1, 1- 0,810,9 1,9

27,932,5

3,79,5

3,76,3

Ярозит

Т а б л и ц а 2

Состав добавки

Количество СаО, поглощенное добавкой за 15 титрований, мг

Состав шихты, мас.Х

Температурный режим

Ярозит

1 а ©,1

Шлак

Выдержка, мин

Известная 96

24,35

1400-!

470

l9,45

700

90

37,2

600

53,7

500

77,9

120

450

80

88,4

500

75

92,5

500

70

105,6

500

1165656

О1 с сч л о сч

СО л

C) йс

Р Л о

О

Ю л л о о! !.

>Ъ и с 1 !

СЧ сч л л л о сч о

Щ о л о

< 4 о о л л о о

1 сCV Ch м сч о сч

О -ф

M .4

Р

И Э

1".

Ц С4

1 л Е

1 и д и

Ф М

1 и о w а

СО cV

Ю

С4

o o o Р СО

С4

m I u

0I I

Р, с1 м о

1 I

Ж и s ф с!о н а о

go g ! 4

ooo

Ь4 сс !

>Ж

col

m X о

1

СО

СО л с4 с с Р с 4 л

О б

Ю Ж

Р, О Х е !» !цо

Раса!

Д: а 3Р ц7 л с!! О ж

-I а<х

1 л

М

cd

1!

1 сс! 1 о

G Р

o w с(сс g !

»

З 41

О О с

Ж A—

<Ц ч и

Р Е

I И Э сб

2 а 1 ——

aJ I

Ю (1 о

1 : 1и ж х

Ф

О u

4 1 И

5! 1

Р3 I tj Ж э и айка

О I ОЭ Э

u1СС!1Х

СΠ— СО И И Л

o o —. cv — e л л Ф !

О О О О с4 О

o o o ) в 1 О О C) О

o o o

Р Л - - Л

o o o ! I I — с-4 о л о

-Ф I 1 I I

1

1 л -. м и ! и — » в

СО l О СО Г- 1 СО