CZ303296B6 - Belitický slínek a zpusob jeho výroby - Google Patents
Belitický slínek a zpusob jeho výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303296B6 CZ303296B6 CZ20090163A CZ2009163A CZ303296B6 CZ 303296 B6 CZ303296 B6 CZ 303296B6 CZ 20090163 A CZ20090163 A CZ 20090163A CZ 2009163 A CZ2009163 A CZ 2009163A CZ 303296 B6 CZ303296 B6 CZ 303296B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- clinker
- weight
- belite
- cement
- alite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
V belitickém slínku, tvoreném belitem, tricalciumaluminátem, tetracalciumaluminátferitem, alitem a volným vápnem, je podíl alitické složky max. 20 % hmotn., v chemickém složení slínku se nachází podíl SO.sub.3.n. v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., pricemž výskyt dalších fázových složek slínku obsahujících síru, yeelimitu a anhydritu, je v souctu omezen na hodnotu do 5,0 % hmotn. Slínek se vyrábí tak, že se do surovinové moucky urcené pro výpal slínku pridává surovina s vysokým obsahem SO.sub.3.n., pricemž se reguluje obsah SO.sub.3.n. ve slínku v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., nacež se slínek vypálí v cementárské rotacní peci.
Description
Bělit ický stínek a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká složení cementového slínku na bázi belitu tvořeného kromě belitu, tricalciumaluminátem, tetracalciumaluminátťeritem, alitem a volným vápnem a způsobu jeho výroby.
io Dosavadní stav techniky
Belitický slínek, tedy slínek tvořený pouze belitem a mezemi hmotou, tj. taveninou vyplňující prostor mezi krystaly belitu, složenou z tricalciumaluminátu a tetracalciumaluminátferitu, se nevyrábí, protože podle dosavadních výzkumů má nevyhovující pevnosti. Bělit v běžném port15 landském slínku má podstatně nižší hydraulickou aktivitu oproti alitu a přispívá významněji pouze k pevnostem po 28 dnech hydratace. To potvrzuje i laboratorně připravený vzorek označený S-B, jehož složení a vlastnosti jsou uvedeny v příkladu 1. Bělit však poskytuje odolnější hydratovanou matrix než alitem bohatý klasický portlandský cement, a to ve smyslu konstrukční odolnosti. Navíc, pokud by se podařilo vyřešit hromadnou výrobu nízkosyceného belitického slínku, znamenalo by to značnou úsporu energie a snížení emisí CO2.
Doposud známé způsoby aktivace belitu se většinou ubíraly směry, které jsou mimo možnosti současných pecních linek. Publikované práce se zabývají na jedné straně polymorfní belitu a vlastnosti jeho stabilizovaných modifikací, na druhé straně vlastnostmi slínku s různými obsahy těchto modifikací a jejich vlivem na pevnosti cementu. Výsledky těchto studií nejsou příliš povzbudivé, protože snižování sycení vápnem pod dnes obvykle využívaný interval (90 až 100 %) vede ke snižování obsahu alitu a tím k prudkému poklesu pevností. Studie vedou k závěru, že bělit v současných aliticko-belitických cementech má nepatrnou hydraulickou aktivitu.
Stabilizace aktivnějších forem belitu bylo dosaženo pouze zvýšením koncentrace alkalických oxidů a extrémními rychlostmi chlazení. Nověji je pro hydraulickou aktivaci belitu využívána tzv. remeltingová reakce, kdy dochází řízením teploty chlazení a řízením obsahu příměsí k fázovým přechodům spojeným s uvolňování kapalné fáze a rozrušením krystalů belitu. Uvedené způsoby jsou však realizovány v laboratoři nebo na speciálních zařízeních, tedy za podmínek mimo možnosti současných výrobních technologií.
V omezeném měřítku probíhá výroba sulfoaluminátových belitických cementů (SAB), které vykazují vcelku dobré vlastnosti. Hlavní hydratační produkt těchto cementů, ettringit, s extrém40 ním obsahem krystalové vody, zabezpečuje rychlý nárůst počátečních pevností, avšak nedává plynou záruku pro dlouhodobou stabilitu betonu. Také byly provedeny experimenty s průmyslovou výrobou sulfoferoaluminátového belitického slínku (SFAB) a vysoceželeznatého belitického slínku (HFBC), které měly uspokojivé pevnosti po 28 dnech hydratace, ale nízké krátkodobé pevnosti. Nejdále je v tomto směru Čína, kde se průmyslově vyrábí vedle SAB cementů také fluoraluminátové belitické cementy a vysoce belitické portlandské cementy s 20 až 30 % hmotn. alitu.
Ve výzkumu prováděném přihlašovatelem se ukázalo, že hydraulická aktivita belitu závisí nejen na jeho modifikacích, ale i na způsobu přípravy a podmínkách vzniku belitu. To potvrzuje původ50 ní závěr, že jednotlivé modifikace belitu mohou být podle způsobu vzniku hydraulicky vysoce aktivní i téměř neaktivní.
Vynález si klade za úkol navrhnout složení belitického slínku, který by byl dostatečně hydraulicky aktivní a zároveň by bylo možné ho vyrábět s využitím stávajících technologických linek a cement z něj vyrobený by se svými vlastnostmi, přiblížil port I and skému cementu s převahou alitu.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší cementový slínek tvořený následujícími složkami:
- bělit = (dicalciumsilikát + isomorfní příměsi)
- alit = (tricalciumsilikát + isomorfní příměsi) to - tricalciumaluminát
- tetracalciumaluminátferit
- volné vápno.
Přitom podstata slínku podle vynálezu spočívá v tom, že podíl alitické složky v něm obsažené činí max. 20 % hmotn., v chemickém složení slínku se nachází podíl SO3 v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., přičemž výskyt dalších fázových složek obsahujících síru - yeelimitu (CatAUO^SOO) a anhydritu (CaSO4)-je v součtu omezen na hodnotu do 5,0 % hmotn.
Experimentálně bylo totiž prokázáno, že s narůstajícím množstvím SO3 ve slínku roste v krysta2o lech belitu jeho koncentrace za současného zvyšování poměru CaO : SiO2 ve prospěch CaO. Tento bělit („sulfobelit“) je potom hydraulicky aktivnější než běžný bělit obsažený v běžném portlandském slínku. Navíc, pokud je ve slínku obsažen i alit, je účinkem SO3 stabilizován v podobě modifikace Mi, která má vyšší hydraulickou aktivitu než běžnější modifikace M3.
Cementový slínek o uvedeném složení je vyroben tak, že se do surovinové moučky určené pro výpal slínku přidává surovina s vysokým obsahem SO3, přičemž se reguluje obsah SO3 ve slínku v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., načež se slínek vypálí v cementářské rotační peci.
Do surovinové moučky se mohou přidávat různé druhy odpadních sádrovců nebo fluidní popílky.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1:
V laboratorních podmínkách byly vypáleny z běžných cementářských surovin čtyři druhy slínků. Dva be litické slínky dotované SO3 s rozdílným sycením vápnem - dále označené S-B80S4 a SB90S4. Pro porovnání jako standard čistě belitický slínek označený S-B a běžný portlandský slínek s vysokým podílem alitu označený S-A. Jejich fázové a chemické složení v % hmotn. je v následující tabulce:
Stinek | S-B | S-B80S4 | S-B90S4 | S-A |
Teplota výpalu (”C) | 1400 | 1400 | 1400 | 1450 |
Doba výpalu (min) | 40 | 40 | 40 | 120 |
Fázové složeni | ||||
alit | 0,2 | 0 | 8,3 | 66,7 |
bělit | 79,3 | 81,3 | 71,5 | 12,2 |
tricalciumaluminát | 4,0 | 2,6 | 4,1 | 12,3 |
tetracalcíumaluminátferlt | 16,5 | 14,6 | 13,6 | 7,8 |
volné vápno | 0 | 0 | 0 | 0,9 |
yeelimit | 0 | stopy | stopy | 0 |
anhydrit | 0 | 1,5 | 2,5 | 0 |
Chemické složeni - výbér | ||||
SiO2 | 27,03 | 24,08 | 23,04 | 22,63 |
ai2o3 | 5,49 | 5,47 | 4,79 | 4,80 |
Fe2O3 | 3,90 | 3,68 | 3,31 | 2,77 |
MgO | 1,05 | 1,08 | 1,02 | 1,04 |
CaO | 59,65 | 58,70 | 59,84 | 66,23 |
SO3 celkový | 0,06 | 4,44 | 4,43 | 0,03 |
SLP | 70,4 | 77,0 | 82,7 | 93,5 |
Ms | 2,88 | 2,63 | 2,84 | 2,99 |
Ma | 1,41 | 1,49 | 1,45 | 1,73 |
SLP, Ms a Ma jsou základní chemické parametry: SLP = sycení vápnem podle Lea-Parkera
Ms = silikátový modul
Ma = aluminátový modul
Cementy vyrobené z těchto slínků se stejným obsahem regulátoru tuhnutí a s přibližně stejným měrným povrchem vykazují normově stanovené technologické vlastnosti, které jsou uvedeny v následujících tabulkách:
Měrná hmotnost v kg/m3 a měrný povrch v m2/kg připravených cementů
Cement | C-B | C-B80S4 | C-B90S4 | C-A |
Měrná hmotnost | 3230 | 3261 | 3191 | 3179 |
Mérný povrch | 435 | 436 | 438 | 437 |
-3 CZ 303296 B6
Pevnosti cementů v MPa stanovené podle ΕΝ 196-1
Cement | 2 dny | 7 dní | 28 dni | 56 dní | 90 dní | |||||
Ohyb | Tlak | Ohyb | Tlak | Ohyb | Tlak | Ohyb | Tlak | Ohyb | Tlak | |
C-B | 1.8 | 2.0 | 1,3 | 2,3 | 3.9 | 14,6 | 5,1 | 31,1 | 5.7 | 38.3 |
C-B80S4 | 0.4 | 1,8 | 2.3 | 12,2 | 6,9 | 47,4 | 8.7 | 57,8 | 6.3 | 60,6 |
Č-B90S4 | 2.8 | 11.0 | 3.4 | 24,2 | 7.4 | 51, Ϊ | 9,4 | 61,5 | 8,7 | 65,8 |
C-A | 3.7 | 16,6 | 7.3 | 44,7 | 8,4 | 66.3 | 7.9 | 70,8 | 8.3 | 69.5 |
Stanovení průběhu tuhnutí, normální konzistence cementové kaše a objemové stálosti podle EN 196-3
Cement | Normální konzistence (%) | Počátek tuhnutí (h:min) | Doba tuhnutí (h:min) | Objemová stálost (mm) |
C-B | 30,7 | 1:00 | 1:30 | 0.0 |
C-B80S4 | 30.3 | 4:20 | 5:40 | 0.8 |
C-B90S4 | 28,7 | 4:00 | 5:10 | 0.3 |
C-A | 28,0 | 3:50 | 4:40 | 0.2 |
io Hydratační teplo cementů stanovené podle ΕΝ 196-8
Cement | Hydratační teplo [kJ/kg] | ||||
2 dny | 7 dní | 28 dní | 56 dní | 90 dní | |
C-B | 118 | 140 | 237 | 286 | 325 |
C-B80S4 | 120 | 154 | 286 | 312 | 327 |
C-B90S4 | 174 | 195 | 290 | 323 | 346 |
C-A | 230 | 311 | 449 | 475 | 487 |
Příklad 2:
Z běžných cementářských surovin byl vypálen belitický slínek označený S-BS3 dotovaný SO3 ve speciální modelové rotační peci pri teplotě 1350 až 1400 °C s následujícím fázovým a chemickým složením v % hmotn.:
-4CZ 303296 B6
Slínek | S-BS3 |
Fázové složeni | |
alit | 1,9 |
bělit | 80,2 |
tricalciumaluminát | 4,7 |
tetracalciumaluminátferit | 13,2 |
volné vápno | υ |
yeelimit | stopy |
anhydrit | stopy |
Chemické složení - výběr | |
SrO2 | 24,75 |
AI2O3 | 4,66 |
FejO, | 3,95 |
MgO | 1,39 |
CaO | 60,40 |
SO3 celkový | 3,39 |
SLP | 78,1 |
Ms | 2,88 |
Ma | 1,18 |
SLP, Ms a Ma jsou základní chemické parametry :
SLP = sycení vápnem podle Lea-Parkera
Ms - silikátový modul Ma = aluminátový modul
Z uvedeného belitického slínku byl připraven cement semletím s 2,5 % hmotn. sádrovce jako io regulátoru tuhnutí na měrný povrch 350 mz.kg“' (ozn. C-A0B100). Jako srovnávací standard byl připraven cement se stejným měrným povrchem z běžného průmyslového portlandského slínku s vysokým obsahem alitu s přídavkem 5 % hmotn, sádrovce (ozn. C-A100B0).
Dále byly sledovány vlastnosti směsných cementů z těchto dvou základních cementů, protože 15 různým dávkováním lze připravit cementy s řízenými technologickými vlastnostmi dle požadavku uživatele (konečné pevnosti, průběh nárůstu pevnosti, uvolněné hydratační teplo atd.).
Výsledky pevností jsou uvedeny v následující tabulce (číslo v označení cementu u písmene A značí procentuální podíl alítického cementu a u písmene B podíl belitického cementu):
-5CZ 303296 B6
Pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu podle ΕΝ 196-1 v MPa připravených směsných aliticko-belitických cementů
Označeni cementu | Doba hydratace | |||||
2 dny | 7 dní | 28 dní | ||||
Tlak | Ohyb | Tlak | Ohyb | Tlak | Ohyb | |
C-A100B0 | 29,8 | 5,2 | 50,4 | 7,9 | 63,6 | 8,6 |
C-A8GB20 | 22,9 | 4,0 | 45,5 | 7,8 | 67,6 | 8,4 |
C-A60B40 | 17,3 | 3,2 | 40,5 | 6,7 | 73,9 | 7,0 |
C-A40B60 | 13,5 | 2,2 | 29,6 | 5,5 | 76,4 | 7,8 |
C-A20B80 | 5,7 | 1,3 | 17,6 | 3,9 | 79,8 | 8,2 |
C-A0B100 | 1,2 | 0,5 | 7,1 | 2,4 | 69,3 | 7,5 |
Stanovení normální hustoty a počátku a konce tuhnutí podle ΕΝ 196-3
Vzorek | Normální hustota <%) | Počátek tuhnutí (h:min) | Konec tuhnuti (h:min) |
C-A100B0 | 27,3 | 4:10 | 5:00 |
C-AOB100 | 27,6 | 3:50 | 4:40 |
U čistě belitického cementu C-AOBIOO bylo stanoveno také hydratační teplo po 7 dnech hydratace rozpouštěcí metodou podle EN 196-8, které činí 178 kJ/kg. Lze ho tedy klasifikovat jako cement s velmi nízkým hydratačním teplem.
is Při výrobě směsných cementů složených z běžného alitického slínku a z tohoto speciálního belitického slínku lze dosáhnout až do 40 % náhrady výborné počáteční pevnosti a navíc lze změnou poměru obou slínku připravit speciální cementy s vlastnostmi podle požadavku na jejich použití.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY25 1. Belitický slínek tvořený následujícími složkami: belitem, tricalciumaluminátem, tetracalciumaluminátferitem, alitem a volným vápnem, vyznačující se tím, že podíl alítické složky v něm obsažené činí max. 20 % hmotn., v chemickém složení slínku se nachází podíl SO·» v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., přičemž výskyt dalších fázových složek obsahujících síru yeelimitu (Ca4Al6O!2(SO4)) a anhydritu (CaSO4) - je v součtu omezen na hodnotu do 5,0 %30 hmotn.-6CZ 303296 B6
- 2. Způsob výroby bel itického slínku podle nároku 1, vyznačující se tím, že se do surovinové moučky určené pro výpal slínku přidává surovina s vysokým obsahem SCh, přičemž se reguluje obsah SO3 ve slínku v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., načež se slínek vypálí v cemen5 tářské rotační peci,
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se do surovinové moučky přidávají různé druhy odpadních sádrovců nebo fluidní popílky.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (cs) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belitický slínek a zpusob jeho výroby |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (cs) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belitický slínek a zpusob jeho výroby |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2009163A3 CZ2009163A3 (cs) | 2010-12-08 |
CZ303296B6 true CZ303296B6 (cs) | 2012-07-18 |
Family
ID=43297101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (cs) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belitický slínek a zpusob jeho výroby |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ303296B6 (cs) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ2016507A3 (cs) * | 2016-08-22 | 2017-09-06 | Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. | Způsob výroby belitického cementu |
CZ309124B6 (cs) * | 2020-12-02 | 2022-02-16 | Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. | Způsob intenzifikace výroby cementového slínku |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993021122A1 (en) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Aalborg Portland A/S | Cement composition |
US5356472A (en) * | 1992-02-13 | 1994-10-18 | Ivan Odler | Portland cement clinker and portland cement |
WO2000047534A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Alexandr Alexandrovich Sytnik | Concrete composition and variants |
US7001454B2 (en) * | 2002-12-10 | 2006-02-21 | Cemex Trademarks Worldwide, Ltd. | Clinker and white portland cement with a high sulfur content derived from a high sulfur content pet-coke used as fuel |
CZ297972B6 (cs) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Struskový cement | |
SK286379B6 (sk) * | 2004-08-16 | 2008-08-05 | Považská Cementáreň, A. S. | Spôsob zníženia emisií oxidu uhličitého CO2 pri výrobe cementov |
CN101353231A (zh) * | 2008-08-01 | 2009-01-28 | 湖南石门特种水泥有限公司 | 一种高镁中热硅酸盐水泥及其生产方法 |
-
2009
- 2009-03-16 CZ CZ20090163A patent/CZ303296B6/cs unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5356472A (en) * | 1992-02-13 | 1994-10-18 | Ivan Odler | Portland cement clinker and portland cement |
WO1993021122A1 (en) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Aalborg Portland A/S | Cement composition |
WO2000047534A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Alexandr Alexandrovich Sytnik | Concrete composition and variants |
CZ297972B6 (cs) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Struskový cement | |
US7001454B2 (en) * | 2002-12-10 | 2006-02-21 | Cemex Trademarks Worldwide, Ltd. | Clinker and white portland cement with a high sulfur content derived from a high sulfur content pet-coke used as fuel |
SK286379B6 (sk) * | 2004-08-16 | 2008-08-05 | Považská Cementáreň, A. S. | Spôsob zníženia emisií oxidu uhličitého CO2 pri výrobe cementov |
CN101353231A (zh) * | 2008-08-01 | 2009-01-28 | 湖南石门特种水泥有限公司 | 一种高镁中热硅酸盐水泥及其生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2009163A3 (cs) | 2010-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Asensio et al. | Fired clay-based construction and demolition waste as pozzolanic addition in cements. Design of new eco-efficient cements | |
CA2844389C (en) | Method and additive for increasing early strength | |
RU2360874C2 (ru) | Сульфоалюминатный клинкер с высоким содержанием белита, способ его производства и его применение для получения гидравлических вяжущих | |
Reig et al. | Influence of the activator concentration and calcium hydroxide addition on the properties of alkali-activated porcelain stoneware | |
FI115298B (fi) | Sementtikoostumus | |
CA2922773C (en) | Calcium sulfoaluminate composite binders | |
AU2005232028B2 (en) | Hydraulic binder | |
AU2014317428B2 (en) | Binder comprising calcium sulfoaluminate cement and a magnesium compound | |
ES2469940T3 (es) | Cl�nker sulfoaluminoso y procedimiento para su preparación | |
MXPA04010946A (es) | Composicion cementosa de fraguado rapido. | |
CZ300189B6 (cs) | Aktivované aluminosilikátové pojivo | |
ES2500115T3 (es) | Clínker y cemento blanco de alto contenido de azufre derivados de un proceso que usa como combustible coque de petróleo de alto contenido de azufre | |
EP2842924A1 (en) | Composite binder comprising calcium sulfoaluminate cement and calcium nitrate or calcium nitrite | |
US20240034680A1 (en) | Hydraulic binder with low carbon footprint and high early strength | |
CZ303296B6 (cs) | Belitický slínek a zpusob jeho výroby | |
KR101306182B1 (ko) | 순환골재를 함유한 친환경 호안블록 결합재 조성물 | |
CZ26531U1 (cs) | Surovinová moučka pro výpal cementového slínku | |
JP2002128547A (ja) | セメントクリンカーの製造方法、セメントクリンカーおよびセメント組成物 | |
Singh et al. | Hydration of composite cement | |
Halmagyi et al. | NEW EXPERIMENTAL SULFOALUMINATE CLINKERS FROM NATURAL RAW MATERIAL MIXTURES | |
CZ37857U1 (cs) | Slínek intenzifikovaný přídavkem síry, mědi a lithia | |
Matamba Jibikila et al. | Characterization of material for cement production in Mbuji-Mayi area (DR Congo) | |
PL219001B1 (pl) | Spoiwo mieszane o regulowanych zmianach liniowych | |
FR3005656A1 (fr) | Liant hydraulique d'une couleur claire a base de clinker belite-calcium-sulfoaluminate-ferrite | |
PL229864B1 (pl) | Sposób otrzymywania cementu bezskurczowego |