DD232256A1 - PROCESS FOR PRODUCING CEMENT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere zur Herstellung von hydraulisch aktivem Belit-Zement mit hoher Fruehfestigkeit. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die Fruehfestigkeit von aktivem Belit-Zement durch Einstellung eines optimalen Koernungsaufbaues weiter zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass der Zementklinker kontinuierlich und anschliessend scharf trennender Sichtung mit einer Oberflaeche von 3 500 cm2/g bei vorbestimmtem Richtungsfaktor h der RRSB-Geraden und Koernungs- sowie Feinstkornanteil, gemahlen wird.The invention relates to a process for the production of cement, in particular for the production of hydraulically active Belit cement with high early fatigue strength. The aim and object of the invention is to further increase the early strength of active Belit cement by setting an optimal Koernungsaufbaues. According to the invention, this is achieved by grinding the cement clinker continuously and subsequently with sharp separation with a surface area of 3,500 cm 2 / g at a predetermined directional factor h of the RRSB straight line and the grain and finest grain fraction.

Description

Verfahren zur Herstellung von Zement Anwendungsgebiet der ErfindungProcess for producing cement Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere zur Herstellung von hydraulisch aktivem Belit-Zement mit hoher Frühfestigkeit·The invention relates to a process for the production of cement, in particular for the production of hydraulically active belit cement with high early strength.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß ein Zement unter sonst gleichen Bedingungen um so schneller erhärtet, je größer die spezifische Oberfläche ist. Je feiner also ein Klinker gemahlen wird, desto höher liegt die erreichbare Zementfestigkeit. Für Portlandzement gilt als Richtwert, daß die Festigkeit um 0,5 .·. 2 MPa steigt, wenn die spezifische Oberfläche nach Blaine um 100 cm /g erhöht wird. Dabei steigt die Frühfestigkeit bei Anhebung der spezifischen Oberfläche stärker (bis 2 MPa pro 100 cm²/g) als die 28-Tage-Festigkeit (bis 1 MPa pro 100 cm /g)· Diese Aussagen gelten für den Bereich der spezifischen Oberfläche von ca. 2400 ... 5000 cm²/gIt is known that a cement hardens faster under otherwise identical conditions, the larger the specific surface. The finer a clinker is ground, the higher the achievable cement strength. As a guideline for Portland cement, the strength is reduced by 0.5. 2 MPa increases when Blaine's specific surface area is increased by 100 cm / g. The early strength increases with increase of the specific surface area more strongly (up to 2 MPa per 100 cm ² / g) than the 28-day strength (up to 1 MPa per 100 cm / g) · These statements apply to the area of the specific surface of approx 2400 ... 5000 cm ² / g

Für in Labormühlen gemahlenen aktiven Belit-Zement For active Belit cement milled in laboratory mills

wurde im Bereich 3000 .... 4-000 cm /g ein Anstieg der 3-Tage-Festigkeit um nur ca· 0,3 ... 0,6 MPa bei einer Erhöhung der spezifischen Oberfläche umwas in the range 3000 .... 4-000 cm / g to increase the 3-day strength by only about 0.3 ... 0.6 MPa with an increase in the specific surface to

100 cm /g festgestellt. Es ist weiterhin bekannt, daß die Zementfestigkeit bei gleicher spezifischer Oberfläche steigt, wenn die Korngrößenverteilung des Zements enger wird, d.h. wenn der Anstiegt der Kornsummenkurve im RRSB-Netz tan eC = ^ größer wird.100 cm / g detected. It is also known that the cement strength increases at the same specific surface as the grain size distribution of the cement becomes narrower, i. if the increase in the grain total curve in the RRSB network tan eC = ^ increases.

η η α ι r\A Q η η α ι r \ A Q

Je größer Tf ist, um so steiler verläuft die RRSB-Kurve und um so enger ist die Kornverteilung· Unter sonst gleichen-Bedingungen kann durch Anhebung von V die Festigkeit für einen bestimmten Prüftermin um bis zu 20 MPa angehoben werden» Für die Betonfestigkeiten wurde diese Abhängigkeit ebenfalls gefundeneThe larger the Tf , the steeper the RRSB curve and the narrower the grain distribution · Under otherwise equal conditions, by increasing V, the strength can be increased by up to 20 MPa for a given test time » Dependence also found

Nach diesen Ergebnissen kann die Frühfestigkeit R₁. ο z. B, von 20 MPa bei 77 = 1,2 auf 35 MPa bei 75 = 2,2 erhöht werden, wobei in beiden FällenAccording to these results, the early strength R ₁ . ο z. B, be increased from 20 MPa at 77 = 1.2 to 35 MPa at 75 = 2.2, in both cases

eine konstante spezifische Oberfläche nach Blainea constant specific surface according to Blaine

von 32OO cm /g eingehalten wurde. Obwohl in technischen Mühlen, d.h. im wesentlichen in Rohrmühlen, der Richtungsfaktor 7) sich nur im Bereich 1,1 ... 1,3 bewegt, sind doch durch Anhebung von J] Fest igke its gewinne zu erzielen·was maintained at 3200 cm / g. Although in technical mills, ie essentially in tube mills, the direction factor 7) only moves in the range 1.1 ... 1.3, it is still possible to achieve profits by increasing J]

Anstelle des Richtungsfaktors 77 kann auch der. Masseanteil der Kornfraktion 3 ··· 30 ./( stehen. Wenn der Anteil 3 ··· 30 JA auf Kosten der feinsten und gröberen Fraktionen erhöht wird, also das Körnungsband enger wird, steigt bei gleicher spezifischer Oberfläche die Zementfestigkeit. Als Ursache für diese Abhängigkeit kann davon ausgegangen werden, daß der sich um jedes Zementkorn bildende Adhäsionswasserfilm bei Körnern ^ 10/ü viel mehr Wasser enthält, als das Korn zu einer vollständigen Hydratation benötigt, lin hoher Porenanteil ist deshalb die Folge.Instead of the directional factor 77 can also. Mass fraction of the particle size fraction 3 ··· 30 (stand ./. If the proportion 3 ··· 30 YES is increased at the expense of the finest and coarser fractions, so the grain belt is narrower, the cement strength increases with the same surface area. The cause of those dependence can be assumed that the forming of each cement particle Adhäsionswasserfilm in grains ^ 10 / u contains much more water than grain required to complete hydration, lin high porosity so is the result.

Als Richtwerte für den Kornateil 3 ·· · 30 ^M für verschiedene Zemente wird in der Fachliteratur angegeben:As guide values for the Kornateil 3 ·· · 30 ^ M for various cements, it is stated in the technical literature:

. frühhochfester PZ, z· B. PZ 45: m-, ^₀ ^ 70% , - REC -, early high-strength PC, eg PZ 45: m-, ^ ₀ ^ 70%, - REC -

. normaler PZ, ζ. B. 35· m_Q on = 60 %, normal PZ, ζ. Eg 35 · m _Q on = 60%

j · · · yj j · · · yy

- OPC - - OPC -

. langsam erhärtender PZ, ζ· Β· PZ 25* nu τ,ο - 45 % V IEC -, slowly hardening PZ, ζ · Β · PZ 25 * nu τ, ο - 45% V IEC -

Voraussetzung für eine gezielte Anhebung der Zementfestigkeit über den Körnungsauft)au des Zementes ist ein scharf trennender Sichter. Mahlhilfsmittel können ebenfalls positiv, wirken· Für die Frühfestigkeit der Zemente soll "bei sonst gleichen Bedingungen vor allem der Kornanteil < 4 .J4 entscheidend sein, wahrend andere Autoren auch den Kornanteil 3·· »Iß^/U für die Frühfestigkeit verantwortlich machen·A prerequisite for a targeted increase in the cement strength over the graining surface of the cement is a sharp-separating sifter. Milling auxiliaries can also have a positive effect · For the early strength of the cements, "other things being equal, the grain fraction <4 .J4 should be decisive, while other authors also blame the grain fraction 3 ·· " Iß ^ / U for the early strength.

Es ist weiterhin bekannt, daß diskontinuierlich in Kugelmühlen gemahlener.aktiver Belit-Zement trotz der hohen Anteile 3·.»30_tAvon 60...80% nur mäßige Frühfestigkeiten von R^ ο = 18.«.22 MPa erreicht»It is also known that discontinuously milled in ball mills. Active Belit cement despite the high proportions of 3 ·. "30 _t A from 60 ... 80% only moderate early strength of R ^ ο = 18." 22 MPa achieved »

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden und insbesondere die Entwicklung der Frühfestigkeit vom aktiven Belit-Zement zu verbessern·The aim of the invention is to overcome the deficiencies mentioned and in particular to improve the development of the early strength of the active Belit cement.

Darlegung des Wesens der E^findungExplanation of the essence of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden und insbesondere die Entwicklung der Frühfestig'keit vom aktiven Belit-Zement zu verbessern.The aim of the invention is to overcome the deficiencies mentioned and in particular to improve the development of the early strength of the active Belit cement.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liget die Aufgabe zu Grunde, durch Einstellung eines optimalen Körnungsaufbaues die Frühfestigkeit von aktivem Belit-Zement deutlich zu erhöhen. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß im Gegensatz zu PZ bei sonst gleichen Bedingungen derThe invention is based on the object of significantly increasing the early strength of active belite cement by setting an optimum grain structure. Surprisingly, it was found that, in contrast to PZ under otherwise identical conditions

Belit-Zement "bei gleichem Anteil 3· ··30 ^deutlich geringere Anteile < 5Jienthalten kann. Das gilt für Mahlung in diskontinuierlich arbeitenden Kugelmühlen. Im Gegensatz zu.PZ kann der Anteil <5_i/tfbei Mahlung in einer kontinuierlich arbeitenden Mühle mit Sichter überraschend stark erhöht werden. Daraus . resultiert eine deutliche Anhebung der· Frühfestigkeit.Belit-Zement "for the same proportion of 3 · ·· 30 ^ may contain significantly smaller amounts <5 Ji This applies to milling in discontinuous ball mills In contrast to .PZ, the proportion <5 l _/ tf when grinding in a continuous mill with a sifter, the result is a marked increase in the early strength.

Für den Körnungsaufbau von aktivem Belit-Zement mit niedrigem Alkaligehalt des Klinkers von Na^O-AqU. = 0,8 % bei Mahlung in Kugelmühlen mit Sichter sind zur Erzielung von 3-Tages-Festigkeiten von R^ ~ = 25 MPa folgende Parameter einzuhalten:For the grain build up of active belit cement with low alkali content of the clinker of Na ^ O-AqU. = 0.8% when milled in ball mills with classifier, the following parameters are to be maintained to obtain 3-day strengths of R ^ ~ = 25 MPa:

- Rückstand auf dem- Backlog on the

63 Jt -Sieb R 63 = 3 %63 Jt sieve R 63 = 3%

- Rückstand auf dem- Backlog on the

40 J4 -Sieb R 40 i 10 % 40 J4 sieve R 40 i 10 %

- spezifische Oberfläche - specific surface

nach Blaine Ao ^ 3500 cm²/gafter Blaine Ao ^ 3500 cm ² / g

- Anteil der Kornfraktion- Proportion of the grain fraction

3...30/* ^m3...3O ^60%3 ... 30 / * ^m 3 ... 3O ^ 60%

- Anteil der Kornfraktion- Proportion of the grain fraction

< 5 JA I) 5 * 15 % <5 YES I) 5 *15%

- Richtungsfaktor der RRSB-Kurve ^ ^ 1,10 - Direction factor of the RRSB curve ^ ^ 1,10

Bei Einhaltung dieser Körnungsparameter wird ein Zement mit Frühfestigkeiten erreicht, der mindestens der OPC-Qualität entspricht.When these parameters are adhered to, a cement with an early strength of at least OPC quality is achieved.

Ausführungsbeispielembodiment

Nach Beispiel 1 wird ein mit 1000 K/min im Temperaturbereich 1300··»900°C schnellgekühlter Klinker mit einem Kalkstandard KSt^₁ = 81 und einem Silikatmodul SM = 2,7 unter Zugabe von 7,5 % Anhydrit als Abminderegier in einer diskontinuierlich arbeitenden Kugelmühle bei Aufgabemengen von 100 kg auf eine spezifische Oberfläche von 3200 cm /g gemahlen· ^er Klinker enthält als dominierende Klinkerphase c^'-C^S, wobei der Gesamtgehalt an Beut, bestehend aus ^'-C₂S, ß-C^S und röntgenamorphen CpS, ca. 50 % beträgt. Folgende Festigkeiten bei Normprüfung wurden erreicht:According to Example 1, a clinker rapidly cooled at 1000 K / min in the temperature range 1300 ··> 900 ° C. with a lime standard KSt ^ ₁ = 81 and a silicate modulus SM = 2.7 with the addition of 7.5% anhydrite as a reduction in a discontinuous working ball mill with feed quantities of 100 kg to a specific surface area of 3200 cm / g. The clinker contains as dominating clinker phase C 1 -C ₃ S, where the total content of bulk consisting of C ₁ - C ₂ S, β- C ^ S and X-ray amorphous CpS, about 50% . The following strengths in standard testing have been achieved:

^RD ^R D ^s] = ^ s] = 1212 MPaMPa ^RD ^R D O —O - 14-14- MPaMPa ^RD ^R D ,3 =, 3 = 1818 MPaMPa *D* D ,28 =, 28 = 5454 MPa.MPa.

^Der Körnungsanteil 3··«30^^/ betrug in diesem Fall 75 %. Der Feinstkornanteil < 5 #M 'lag bei 12 %. ßer Rückstand auf dem 63 ^/ -Sieb betrug 4· %. Während die, 28-d-Normfestigkeit des Belit-Zementes diejenige von hochwertigen PZ erreicht bzw. übertrifft, liegen die Frühfestigkeiten unter den vergleichbaren Werten eines PZ 1/45 sowie auch unter den Werten eines zumahlstoffhaltigen Portlandzementes PZ 7/35· ^The grain fraction 3 ·· «30 ^^ / was 75% in this case. The finest grain fraction <5 #M 'was 12%. The residue on the 63% sieve was 4%. While the 28-d standard strength of the Belit cement reaches or exceeds that of high-grade PZ, the early strengths are below the comparable values of a PZ 1/45 and also below the values of a cement containing Portland cement PZ 7/35 ·

Each Beispiel 2 wird der im Beispiel 1 charakterisierte Belit-Klinker in einer kontinuierlich arbeitenden Kugelmühle mit mechanischem Austrag des Mahlgutes sowie einem Sichter auf eine spezifische Oberfläche von 4-500 cm /g gemahlen. Pol, Hormprüfung wurden erreicht:Each Example 2 of the characterized in Example 1 Belit clinker is ground in a continuous ball mill with mechanical discharge of the ground material and a sifter to a specific surface of 4-500 cm / g. Pol, hormone testing were achieved:

^RD,1 = 15 1/IPa ^RD,3 = 30 MPa ^R D, 1 = 15 1 / IPa ^R D, 3 = 30 MPa

von 4-500 cm /g gemahlen. Folgende Festigkeiten beimilled from 4-500 cm / g. The following strengths at

^RD,28 = 60 MPa. ^R D, 28 = 60 MPa.

Der Körnungsanteil 3...3O^ betrug in diesem Fall 70 %. Der Feinkornanteil < 5/^ lag bei 20 %. Der Rückstand auf dem 63^ -Sieb betrug für diese Mahlung 2 %.The grain fraction 3 ... 3O ^ was in this case 70%. The fine grain content < 5 / ^ was 20%. The residue on the 63% sieve was 2% for this milling.

Gegenüber Beispiel 1 wurde bei der Mahlung in einer Sichtermühle eine Erhöhung der 3d-Festigkeit um 60 % erreicht.Compared to Example 1, an increase in 3d strength by 60% was achieved during grinding in a classifier mill.

Die Steigerung der Frühfestigkeit ist auf eine deutliche Erhöhung des Anteils < 5^// zurückzuführen· Im Gegensatz zu PZ stieg der Wasseranspruch des Zements gegenüber Beispiel 1 iia vorliegenden Falle nicht. Während nach Beispiel 1 32 % ermittelt wurden, betrug in Fall 2 der Wasseranspruch 2? %. Daraus folgt, daß der Festigkeitsanstieg bei der Betonherstellung auch voll wirksam werden kann und nicht durch einen erhöhten Zementbedarf kompensiert wird, wie das bei feingemahlenen PZ der Fall sein kann.The increase in the early strength is due to a significant increase in the fraction <5 ^ //. In contrast to PZ, the water requirement of the cement did not increase in comparison with Example 1 in the present case. While according to example 1 32 % were determined, in case 2 the water claim was 2? %. It follows that the increase in strength in concrete production can also be fully effective and is not compensated by increased cement requirements, as may be the case with finely ground PZ.

Claims (2)

Erf indung s anspr uc hInventions claim 1. Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere von hydraulisch aktiven Belit-Zement, gekennzeichnet dadurch, daß der Zementklinker kontinuierlich und anschließend scharf trennender Sichtung mit einer1. A process for the preparation of cement, in particular of hydraulically active Belit cement, characterized in that the cement clinker continuously and then sharply separating sighting with a _ ρ_ ρ spezifischen Oberfläche von> 3>OO cm /g gemahlen wird, wobei der Richtungsfaktor ^ der RRSB-Geraden £ 1,1 und der Körnungsanteil 3 bis 30 J4 - 60 % sowie der Feinstkornanteil = 5/tf 15 % bei einem Rückstand auf einem 63 .# -Sieb = 3 % beträgt,specific surface of>3> OO cm / g is ground, with the directional factor ^ of the RRSB line £ 1.1 and the grain fraction 3 to 30 J4 - 60 % and the finest grain content = 5 / tf 15 % with a residue on a 63 #Sever = 3%, 2. ^erfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß d< 40 M -Sieb ί 10 % beträgt.2. ^ experience according to item 1, characterized in that d <40 M sieve ί 10 % . net dadurch, daß der Rückstand auf einem i net by the fact that the residue on an i