Способ получения цемента

 

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, используемых для изготовления растворов, бетонов и железобетонных изделий. С целью увеличения начальной прочности и морозостойкости при домоле цементного клинкера с добавкой гипса вводят дополнительное количество гипса. Начальная прочность бетона 217 кгс/см , морозостойкость 125 циклов. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792803/33 (22) 16.02.90 (46} 29.02.92, Бюл. М 8 (71) Московский инженерно-строительный институт им. В,В.Куйбышева (72) Г.И. Горчаков, Л.П.Орентлихер, А.Б.Андреева и Е.П.Холошин (53) 666.94(088.8) (56) Попов Н.А. и др. Быстротвердеющие легкие бетоны на цементе мокрого помола.

M.; Госстройиздат, 1963, с. 146.

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, используемых. для изготовления .растворов, бетонов и железобетонных изделий.

Цель изобретения — увеличение начальной прочности и морозостойкости.

Сущность способа заключается в следующем.

Сульфат кальция распределяется неравномерно по фракциям цемента, концентрируясь во фракциях 0 — 7 и 7-22 мкм.

Минералы СзА и C4AF имеют тенденцию концентрироваться во фракциях 0 — 7 мкм и более 55 мкм. Иэ минералов клинкера СзА имеет наибольшую контракционную усадку и, будучи не отрегулирован в крупных фракциях сульфатом кальция, вызывает при гидратации внутренние напряжения, могущие вызывать нарушения структуры цементного . камня. Поэтому вводя дополнительное количество сульфата кальция при домоле, можно не только избежать понижения морозостойкости (обусловленного повышением. удельной поверхности цемента при сохранении содержания в нем сульфата кальция: и связанного с изменением действующего. Ж,» 1715745 А1 (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТА (57) Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, используемых для изготовления растворов, бетонов и железобетонных иэделий. С целью увеличения начальной прочности и морозостойкости при домоле цементного клинкера с добавкой гипса вводят дополнительное количество гипса. Начальная проч- ность бетона 217 кгс/см, морозостойкость

125 циклов. 4 табл. минерального состава вследствие избирательного измельчения минералов и неравномерным распределением сульфата кальция по фракциям цемента), но и добиться значительного повышения морозостойкости и начальной прочности.

Поэтому оптимизация показателей морозостойкости цемента и его начальной прочности должна осуществляться по взаимосвязанным параметрам минерального состава (содержания СзА + C4AF), дисперсности (Зуд.) и содержанию сульфата кальция (Dso3). . Исходя из этого предлагаемая зависимость, имеющая следующий вид:

Оэоз=а (Syp.) + Ь(А) + с(ЗУА)(А) + б. (1)

Для определения коэффициентов а,b,с и d были проведены соответствующие эксперименты. Показатели мороэостойкости и прочности (с учетом обеспечения стандартных сроков схватывания цемента) определяли для портландцементов, приготовленных из клинкеров с различным содержанием

СзА и С4АР и домолотых до разных степеней дисперсности (представлены в табл.1 и 2}.

1715745

При этом из каждого клинкера приготовляли портландцементы трех степеней дисперсности: Яуд. = 2300-2900, 3500-3900 и 4700-5100 см /r.

Рассматривали зависимость дозировки сульфата кальция (s пересчете íà $0з(0зоз) от суммарного процентного содержания в клинкере СзА и С4АР (А) и тонкости помола (Sye.).

Коэффициенты зависимости определяются из условия минимума суммы квадратов отклонений экспериментальных значений от получаемых по формуле Dsps =

-а(Яуд) + Ь(А) + с(Яуд)(А) + d, т.е, из условий минимума суммы: о = ф(0зоз, - а(Яуц)! - ЬА - с(Яуц)!А - d)2

Суммирование ведется по экспериментальным точкам, Dsp3 означает дозировку сульфата кальция, обеспечивающую лучшие показатели морозостойкости и прочности в

l ом эксперименте, т.е, соответствующую значениЯм (Syg)l и Al.

Условие достижения указанной выше суммой оминимума при вариации коэффициентов (а, Ь,c,d) следующее:

" « т — =0 а

«3 о (У вЂ” =0

Ъс дскб Ъб, — =О.

После преобразований получается, что коэффициенты приближения являются решением системы линейных уравнений: а Й (Яуч) +Ь 2 (Svgl)(Al)+«: ф (Svgl) (Al)+ 4Х(Яуц )= (Яуц1)(0зозл ).; а $(Sygl) (А )+Ь (Al) +с (Sygl)(AI) +«1 (А)=

= 3 (А )(0зоу): аф (Яу ) (А))+ь3 (ЯуцД(А ) +с Ф (Sygl) (Al)+

<3g($y+l)=ф (Яу@)(А! )(0$оз, )

a g ($„,;)+Ь;» (Al ) l.cg($y>gAi)+d ° n=

=f(Dsoa) . где fl -12 — число экспериментальных точек, по которым ведется суммирование.

Решая систему уравнений, получают:

Dspq= -3,932 10 "(Яуд} - 1,320 10 з(А) +

+5,609 10 (Syg (А)+3,266 102

Полученное уравнение позволяет определить потребное увеличение дозировки сульфата кальция при домоле цемента и увеличении его дисперсности. В зависимости от удельной поверхности цемента и суммарного содержания трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита дополнительное количество гипса, которое необходимо ввести при домоле, определяется по формуле

ЛГ= Озоз- Г, где Л Г вЂ” дополнительное количество сульфата кальция;

0sps — дозировка гипса, определяемая по формуле:

y \

Ds@ = -3,932 10 (Яуд) -1,320

10 10 (A)+5,609 . 10 (Яуд) (А)+ 266 10

à — первоначальное количество гипса.

Способ осуществляют следующим образом;

Производят измельчение цементного клинкера с добавкой гипса в мельницах предварительного помола на производствах (трубных, сепараторных и др.), работаю-. щих в открытом и замкнутом циклах, до удельной поверхности 2500 — 3000 см /г..За2 тем осуществляют домол цемента сухим или мокрым способом в мельницах тонкого помола (вибромельницах, устройствах для диспергирования смесей УДС и qp.) до удельной поверхности 3000 — 6000 см /г, определяется степенью использования цемента в растворах и бетонах, При этом следует отметить, что увеличение степени дисперсности цемента целесообразно (дает положительный эффект) только до определенного предела, составляющего для обычного портландцемента без добавок

5000 — 6000 см /r. При домоле вводится дополнительное количество сульфата кальция

ЛГ, определяемое по предлагаемой формуле и рассчитываемое в зависимости от суммарного процентного содержания .в клинкере трехкальциевого алюмината

3СаО AlzOs и четы рехкальциевого алюмоферрита 4СаО AlgOg РегОз (содержание которых указывается в заводских данных на цемент) и величины удельной поверхности.$уд, определяемой для каждого конк1 ретного случая в зависимости от назначения (применения) цемента.

45 По предлагаемому и известному способам. было осуществленно измельчение цементных клинкеров с различным минералогическим составом (см. табл.1) с добавкой гипса в мельнице предвари50 тельного помола до удельной поверхности Syz = 2300-2900 см /r из условий получения обычного партландцемента. Затем осуществили домол цемента мокрым способом (водоцементное отношение 0,755 0,9) в вибромельнице до.удельной поверхности 3500--3900 и 4700-5100 см2/г (см. табл,2), исходя из условий получения быстротвердеющего. цемента. Кроме того, по предлагаемому способу на стадии мокрого

1715745 домола было введено дополнительное коли- Пример 4. Цементный клинкер 4 с чество гипса ЬГ, рассчитанноепоформуле. добавкой гипса 2,5 был измельчен до

С целью определения начальной прочности удельной поверхности 2600 см /г, затем дои морозостойкости цемента, приготовлен- молот мокрым способом в вибромельнице ного по предлагаемому и известному спосо- 5 до удельной поверхности 4915 см /г, прибам, были изготовлены образцы из чем при домоле было введенодополнительмелкозернистого пластического бетона с ное количество гипса Ь Г - 2,32

В/Ц - 0.55, изготовленного на кварцевом рассчитанное по предлагаемой формуле (1) песке и гранитном щебне с размерами зе- (Оэоэ составило 4,82 ). рен до 15 мм и пропаренного после 2-3-ча- 10 Составы по примерам и полученные ресовой предварительной выдержки по зультаты приведены втабл.3и4. режиму 4+12+4 при максимальной темпера- Введение при домоле дополнительного олог количества сульфата кальция позволяет даПример1(известный способ). Цемен- же в портландцементах с повышенным сотный клинкер 3(см. табл 1) сдобавкой гипса,15 держанием .СзА+С4АР (19,4 и 24,5 )

2 был измельчен до удельной поверхности получить показатель морозостойкости 150 и

2г

2700 см /г, затем домолот мокрым спосо- 125 циклов замораживания и оттаивания, бом в вибромельнице до удельной поверх- т.е. морозостойкость повышается в1,6-2 раности 4700 см /г, после чего приготовлены эа, а начальная прочность повышается на образцы по вышеописанной методике иаэс- 20 8,5 — 11о, пытаны.. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

П р и м-е р 2 (известный). Цементный Способ приготовления цемента. вклюклинкер4(см.табл.1)сдобавкой гипса 2,5 чающий совместный помол цементного был измельчен до удельной поверхности клинкера с добавкой гипса и последующий г

2600 см /г, затем домолот мокрым спосо- 25 домол, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью бом в вибромельнице до удельной поверх- повышения начальной прочности и моро2 ности 4915 см /г, после чего были зостойкости, перед домолом рассчитывают приготовлены образцы по вышеописанной суммарное процентное содержание в клинметодике и испытаны. кере трехкальциевого алюмината и четырех- .

Пример 3. Цементный клинкер 3 с 30 кальциевого алюмоферрита, затем вводят добавкой гипса 27ь был измельчен до удель- дополнительное количество гипса, опреденой поверхности 2700 см /r, затем домолот ляемое по формуле мокрым способом в вибромельнице до ЬГ=0эоз- Г, г удельнои поверхности 4700 см /г, причем где ЬГ - дополнительное количество гипса; при домоле было введено дополнительное 35 рэо — дозировка гипса, определяемая количество ЬГ, рассчитываемое по предлагаемой формуле (1):

Дэоэ= 3 932 . 10-4 4700-1,320 10-э» Оэоц = -3,932 1.0 (ЯУД) - 1,320 х

° 19,4+5,609 ° 10 6. 4700 19,4+3,266 .1 р = х10 (А) 5609 10 ($уд) (А)+3,266 10

3, 27 40 где SyA —,удельная поверхность цемента:

ЬГ= 0 у Г 3272 = 127О У Р Р в клинкере трехкальциевого алюмината и

3aTev были приготовлены образцы по четырехкальциевого алюмоферрита; вышеописанной методике и испытаны. à — перврначальное количество гипса.

1715745

Таблица 1

Минералогический состав клинкеров

Таблица 2

Дозировка сульфата кальция

Клинкер

$уд, см /r (СзА +

+С4ДЦ,A g, Морозостойкость. циклы

Предел прочности при сжатии . кгс/см

Дозировка сульфата кальция, Таблица 3

14,5

14,5

14,5

18,9

18,9

18,9

19,4

19,4

19,4

24,5

24,5

24,5

2280-2700

3520-3690

4690-4865

2650-2900

4800 — 5140.

2600-2800

3500-3880

4700-4950

2700-2850

3500-3700

4900-. 4980

317

307

457

492

217

362

440

150

1,5

2

2,5

2

3

3

1715745

Таблица 4

Влияние введения. при домоле дополнительного количества гипса на свойства бетона

Составитель А. Кулабухова

Редактор Н. Киштулинец, Техред М.Моргентал Корректор Т. Патай

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 575 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5