KR101692850B1 - Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate - Google Patents
Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate Download PDFInfo
- Publication number
- KR101692850B1 KR101692850B1 KR1020160023979A KR20160023979A KR101692850B1 KR 101692850 B1 KR101692850 B1 KR 101692850B1 KR 1020160023979 A KR1020160023979 A KR 1020160023979A KR 20160023979 A KR20160023979 A KR 20160023979A KR 101692850 B1 KR101692850 B1 KR 101692850B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cement
- present
- grinding aid
- cement clinker
- clinker
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/16—Acids or salts thereof containing phosphorus in the anion, e.g. phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/36—Inorganic materials not provided for in groups C04B14/022 and C04B14/04 - C04B14/34
- C04B14/366—Phosphates, e.g. apatite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/48—Clinker treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/48—Clinker treatment
- C04B7/52—Grinding ; After-treatment of ground cement
-
- 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
-
- 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
- Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 시멘트 재료와 관련된 것으로서, 특히 시멘트 클링커를 분쇄할 때 첨가되어 분쇄효율을 증대시키는 분쇄조제 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a cement material, and more particularly to a crushing aid composition which is added when crushing a cement clinker to increase the crushing efficiency.
"OPC"라고 불리는 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)는 건축 및 토목 재료로서 일반적으로 쓰이는 표준형 시멘트이다. Common Portland Cement (OPC), commonly referred to as "OPC", is a standard cement commonly used as building and civil engineering materials.
포틀랜드 시멘트의 주원료는 산화칼슘(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3) 및 마그네시아(MgO)이다. 특히 CaO 공급을 위한 석회석(CaC03)이 전체 원료의 약 85% 정도를 차지한다. SiO2, Al2O3, Fe2O3 공급용 원료로는 점토(clay)와 보크사이트(bauxite) 등을 사용하며, 규석, 규사, 철광석 등이 보조 원료로 사용된다. The main ingredients of Portland cement are calcium oxide (CaO), silica (SiO2), alumina (Al2O3), iron oxide (Fe2O3) and magnesia (MgO). In particular, limestone (CaC03) for CaO supply accounts for about 85% of total raw materials. Clay and bauxite are used as raw materials for supplying SiO2, Al2O3 and Fe2O3, and quartz, silica and iron ore are used as auxiliary raw materials.
포틀랜드 시멘트의 제조 공정은 소성공정과 분쇄공정으로 나누어진다. 소성공정은 복수의 원료들을 소정의 배합비로 혼합하여 분쇄한 후, 소성로에 투입하여 1450 ℃까지 가열하여 클링커 덩어리(단괴)를 만드는 것이다. 그리고 분쇄공정은 클링커에 석고를 첨가하고 미분쇄하여 분말상으로 가공하는 것을 말한다. The manufacturing process of portland cement is divided into a sintering process and a crushing process. In the firing process, a plurality of raw materials are mixed and pulverized at a predetermined blending ratio, and then the mixture is charged into a firing furnace and heated to 1450 ° C to produce a clinker lump (nodule). The grinding process refers to adding gypsum to the clinker and pulverizing the powder into a powder form.
분쇄공정에서는 시멘트를 미분말로 만들어 비표면적을 크게 함으로써 시멘트의 수화 반응성을 향상시키고, 압축강도와 같은 시멘트의 물성을 증진시키게 된다. 문제는 분쇄공정에 많은 양의 에너지가 소모된다는 것이다. 분쇄공정에서는 주로 볼밀을 사용하여 클링커에 물리적 힘을 가하여 분쇄하게 되는데, 시멘트 클링커 입자들은 분쇄되면서 전하를 띠게 되고 표면에너지가 상승한다. 즉, 분쇄된 입자들이 재응집함으로써 분쇄효율이 저하되고, 그 만큼의 에너지가 더 소모된다. 이러한 문제는 비단 입자들 사이의 재응집에만 국한되지 않고, 볼밀의 분쇄수단인 철 소재의 볼과 입자들 사이에도 나타난다. 즉, 아이언 볼의 표면도 전하를 띠므로 클링커 입자들이 아이언 볼에 전기적으로 부착되어 층을 형성하고, 극성이 다른 입자들이 다시 이 층에 연쇄적으로 부착되는 것이다. 결국 아이언 볼의 표면에 겹겹의 층이 쌓이게 되어 원래의 강도를 나타내지 못함으로써 분쇄효율이 떨어진다. 이를 '쿠션 현상"이라고 한다. In the pulverizing process, the cement is made into a fine powder to increase the specific surface area, thereby improving the hydration reactivity of the cement and improving the physical properties of the cement such as compressive strength. The problem is that a lot of energy is consumed in the grinding process. In the crushing process, the crusher is pulverized mainly by applying a physical force to the clinker by using a ball mill. The cement clinker particles are crushed and charged and the surface energy is increased. That is, the pulverization efficiency is lowered by re-agglomeration of the pulverized particles, and more energy is consumed. This problem is not limited to the re-agglomeration between the non-end particles but also between the ball and the particles of the iron material, which is the crushing means of the ball mill. That is, since the surface of the iron ball is charged, the clinker particles are electrically attached to the iron ball to form a layer, and the particles having different polarities are attached to the layer again in a cascade manner. As a result, a layer of layers is piled up on the surface of the iron ball, and the original strength is not exhibited, so that the pulverizing efficiency is lowered. This is called "cushioning".
분쇄공정에서 나타나는 2가지 문제, 즉 시멘트 입자들 사이의 재응집과, 볼밀의 '쿠션 현상'을 개선하는 것이 분쇄의 효율성 및 에너지 저감을 위한 핵심적 사항이다. 분쇄공정의 상기한 문제점을 해결하기 위하여 분쇄공정에 첨가되는 물질을 분쇄조제(grinding aid)라고 한다. Improvement of the two problems in the pulverization process, namely, the re-agglomeration between the cement particles and the 'cushion phenomenon' of the ball mill is a key point for the efficiency of grinding and energy reduction. In order to solve the above-mentioned problems of the pulverizing process, a substance added to the pulverizing process is referred to as a grinding aid.
종래에는 분쇄조제로서 디에틸렌 글리콜(Diethylene Glycol), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol) 등과 같은 폴리올(Polyol)류와 트리에탄올 아민(Triethanol amine, TEA), 트리소프로필렌 아민(Triisopropylene amine, TIPA) 등을 사용하였다. 위 분쇄조제들과 관련해서, 미국등록특허 제4,943,323호 및 제6,290,772호에는 트리소프로필렌 아민을 주원료로 하는 분쇄조제 및 TIPA에 TEA를 일부 혼합한 분쇄조제가 개시되어 있다. 대한민국 등록특허 제0650135호에는 폴리프로필렌에탄올아민에 글리콜, 알칸올아민을 혼용한 분쇄조제용 첨가제가 개시되어 있다. 그러나 이러한 분쇄조제들은 효과가 거의 비슷한 수준에 머물고 있다. Conventionally, polyols such as diethylene glycol, polyethylene glycol and the like, triethanol amine (TEA), triisopropylene amine (TIPA) and the like have been used as the milling aid . Regarding the above pulverizing additives, U.S. Patent Nos. 4,943,323 and 6,290,772 disclose a pulverizing auxiliary containing triisopropyleneamine as a main raw material and a pulverizing auxiliary containing a part of TEA mixed with TIPA. Korean Patent No. 0650135 discloses an additive for grinding aid in which polypropylene ethanolamine is mixed with glycol and alkanolamine. However, these milling additives remain at a similar level of effectiveness.
또한, 분쇄조제의 주성분 종류 및 콘크리트 타설 주변환경은 콘크리트의 표면 발색과 상호관련성이 있는 것으로 확인되었으나 이에 대한 뚜렷한 해결책이 제시되지 못하고 있다. In addition, it has been found that the type of principal component of the milling aid and the surrounding environment of concrete pavement are correlated with the surface color of concrete, but no clear solution has been proposed.
이에 시멘트의 물성을 증진시키고 분산성을 보다 향상시키며, 콘크리트 표면 발색에 영향이 없고 경제적으로 제조가능한 시멘트 클링커 분쇄조제의 개발이 요청되고 있다. Accordingly, development of a cement clinker pulverizing preparation which can improve the physical properties of cement, improve dispersibility, and which can be economically produced without affecting the coloring of the concrete surface is desired.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시멘트 클링커 입자들이 재응집하거나 볼밀에 부착되는 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 시멘트 클링커 분쇄조제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cement clinker crushing composition capable of drastically improving the problem of cement clinker particles being re-agglomerated or adhered to a ball mill.
또한 본 발명에서는 클링커 분쇄과정에서 시멘트의 강도를 더욱 증진시킬 수 있으며 경제적으로 제공가능한 분쇄조제 조성물을 제공하는데 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a crushing aid composition capable of further enhancing the strength of cement during crusher crushing and economically providing it.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 시멘트 클링커 분쇄조제 조성물은 아래의 [화학식 1]로 표현되는 알킬포스페이트 화합물을 포함하는 것에 특징이 있다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a cement clinker crushing aid composition comprising an alkyl phosphate compound represented by the following formula (1).
[화학식 1] [Chemical Formula 1]
위 화학식 1에서 n은 1~10의 범위를 갖는다. In the above formula (1), n ranges from 1 to 10.
특히 본 발명의 일 실시예에서 알킬포스페이트 중 특히 트리부틸포스페이트가 시멘트 클링커 분쇄조제로 사용될 수 있다. In particular, in one embodiment of the present invention, tributyl phosphate, among the alkyl phosphates, may be used as a cement clinker milling aid.
[화학식 2] (2)
한편, 본 발명에서는 상기한 알킬포스페이트 화합물 이외에 수용성 글리콜류, 저급 에탄올아민계 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, water-soluble glycols, lower ethanolamine compounds or a mixture thereof may be further contained in addition to the alkyl phosphate compound.
보다 구체적으로, 상기 수용성 글리콜류는 모노에틸렌글리콜(monoethylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. More specifically, the water-soluble glycols may be monoethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, or a mixture thereof.
그리고 상기 저급 에탄올아민계 화합물은 N-메틸-N-에탄올아민, N-에틸-N-에탄올아민, N-프로필-N에탄올아민, N-이소프로필-N-에탄올아민, N,N-디에탄올아민, N,N-디이소프로판올아민 또는 트리에탄올아민, 디이소프로필 에탄올아민, 디에탄올아민 이소프로필아민, 트리이소프로필아민 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. The lower ethanolamine-based compound may be at least one selected from the group consisting of N-methyl-N-ethanolamine, N-ethyl-N-ethanolamine, N-propyl-N-ethanolamine, N-isopropyl- Amine, N, N-diisopropanolamine or triethanolamine, diisopropylethanolamine, diethanolamine isopropylamine, triisopropylamine or a mixture thereof.
본 발명에 따른 분쇄조제 조성물을 사용하면, 알킬포스페이트의 전기적 작용에 의하여 시멘트 클링커 분쇄시 분산성이 향상되어 에너지 소모를 줄일 수 있다. 다르게 표현하면 동일 에너지를 투입했을 때 분말도를 더욱 증진시킬 수 있다. When the crushing aid composition according to the present invention is used, the electrical action of the alkyl phosphate improves the dispersibility upon crushing the cement clinker, thereby reducing energy consumption. In other words, when the same energy is applied, the powderiness can be further improved.
또한 본 발명에 따른 분좨조제 조성물을 사용하면, 알킬포스페이트가 시멘트 클링커의 간극상 물질에 킬레이트되어 간극상 물질의 반응성을 저하시킴으로써 알라이트와 벨라이트가 물과 원활하게 반응할 수 있는 기회를 제공하며, 결과적으로 시멘트의 중장기 압축강도 발현에 기여하게 된다. Further, when the dispersing preparations according to the present invention are used, the alkyl phosphate is chelated with the gaps of the cement clinker to lower the reactivity of the gaps, thereby providing an opportunity for allyl and bellite to react smoothly with water As a result, it contributes to the manifestation of the mid- and long-term compressive strength of cement.
또한 본 발명에 따른 시멘트 클링커 조성물을 사용하면 콘크리트 타설 후에도 변색이 일어나지 않고 색상이 그대로 유지되는 이점이 있다. Further, when the cement clinker composition according to the present invention is used, there is an advantage that the color is maintained without discoloration even after the concrete is laid.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 시멘트 소성과정과 그에 따라 제조되는 물질들을 나타낸 표이다.
도 2는 시멘트 클링커의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 분쇄조제의 시멘트 압축강도 향상을 위한 메커니즘을 개략적으로 설명한 모식도이다.
도 4는 분쇄조제의 분산성 향상 메커니즘을 개략적으로 설명한 모식도이다.
※※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a table showing the cement firing process and the materials produced thereby.
2 is a schematic view schematically showing the structure of a cement clinker.
3 is a schematic diagram schematically illustrating a mechanism for improving the compressive strength of the cement paste of the pulverizing auxiliary.
4 is a schematic diagram schematically illustrating a mechanism for improving the dispersibility of the milling aid.
The accompanying drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may obscure the subject matter of the present invention.
본 발명은 시멘트 클링커 분쇄조제에 관한 것으로서, 알킬포스페이트(alkylphosphate) 화합물을 포함하는 것에 특징이 있다. The present invention relates to a cement clinker crushing aid, and is characterized in that it contains an alkylphosphate compound.
아래의 [화학식 1]은 알킬포스페이트의 일반식이다,. [Chemical Formula 1] below is a general formula of an alkyl phosphate.
본 발명에서는 알킬포스페이트 화합물을 분쇄조제 조성물의 주성분으로 사용한다. 즉, n값이 2인 에틸포스페이트를 사용하거나, 또는 n값을 달리하여 이종의 알킬포스페이트 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 예컨대 트리에틸포스페이트 화합물과 트리부틸포스페이트 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, an alkyl phosphate compound is used as a main component of the pulverizing auxiliary composition. That is, ethyl phosphate having an n value of 2 may be used, or a mixture of different alkyl phosphate compounds may be used with different n values. For example, a triethyl phosphate compound and a tributyl phosphate compound can be mixed and used.
[화학식 1] [Chemical Formula 1]
위 화학식 1에서 n은 1~10의 범위를 갖는다. In the above formula (1), n ranges from 1 to 10.
특히, 본 실시예에서는 아래의 [화학식 2]와 같이 n값이 4인 트리부틸포스페이트를 시멘트 클링커 분쇄조제로 사용한다. Particularly, in this embodiment, tributyl phosphate having an n value of 4 is used as a cement clinker pulverizing auxiliary, as shown in the following formula (2).
[화학식 2] (2)
본 발명에 따른 분쇄조제 조성물의 구조 및 작용은 시멘트의 소성과정에 대한 이해가 선행될 때 보다 명확해진다. 이에 시멘트 소성과정 및 분쇄과정에 대하여 설명하면서, 본 발명에 따른 분쇄조제의 역할을 설명하기로 한다. The structure and function of the crushing aid composition according to the present invention becomes clearer when an understanding of the calcination process of cement is preceded. Hereinafter, the cement firing process and the crushing process will be described, and the role of the crushing aid according to the present invention will be described.
도 1은 시멘트 소성과정과 그에 따라 제조되는 물질들을 나타낸 표이다. 도 1의 표를 참고하면, 석회석, 보크사이트 등의 원료들을 혼합한 후 소성을 진행하면, 먼저 800℃ 이하에서 CA, C2F, C2S가 생성되며, 온도가 900~1,000℃ 근처에서 C3A, C4AF가 생성된다. 1200 ℃에서 C2S는 최대치로 생성되며, 1250 ℃가 넘어서면 기생성된 C3A와 C4AF는 액상으로 융해된다. 1,300 ℃가 넘어서면 C3S 결정이 생성되며 원료의 주요 구성물질인 CaO는 완전히 소멸된다. 이후 냉각이 진행되면, C2S 결정과 C3S 결정들 사이에 비정형(amorphous)의 C3A와 C4AF가 개재된다. 1 is a table showing the cement firing process and the materials produced thereby. Referring to the table of FIG. 1, CA, C2F, and C2S are produced at a temperature of 800 ° C or lower when calcining is performed after mixing raw materials such as limestone and bauxite, and C3A and C4AF . At 1200 ° C, C2S is produced at the maximum, and when the temperature exceeds 1250 ° C, the generated C3A and C4AF are melted into a liquid phase. When 1,300 ° C is exceeded, C3S crystals are formed and CaO, the main constituent of raw materials, is completely eliminated. When cooling then proceeds, amorphous C3A and C4AF intervene between the C2S and C3S crystals.
위에서 언급된 물질들 중 중요한 물질은 흔히 시멘트의 4대 구성 광물로 불리우는 알라이트(C3S, 3CaO·SiO2), 벨라이트(C2S, 3CaO·SiO2), 알루미네이트상(C3A, 3CaO·Al2O3) 및 페라이트상(C4AF, 4CaO·Al2O3·Fe2O3)이다. C3S와 C2S는 물과 만나면 CSH(Calciun Silicate Hydrate)겔을 형성한다. CSH겔은 매우 치밀한 구조로서 시멘트의 압축강도에 가장 크게 기여한다. 그리고 C4AF와 C3A는 물과 만나면 가장 빠르게 반응하여 에트링가이트를 형성하는 물질이다. 에트링가이트는 수화반응을 통해 급격하게 형성되어 초기강도를 높이지만, CSH겔에 비하여 중/장기 강도는 약하다는 특징이 있다. Among the above-mentioned materials, the important substances are allyl (C3S, 3CaO.SiO2), bellite (C2S, 3CaO.SiO2), aluminate phase (C3A, 3CaO.Al2O3) and ferrite Phase (C4AF, 4CaO.Al2O3Fe2O3). C3S and C2S form a CSH (Calciun Silicate Hydrate) gel when encountered with water. CSH gel is very dense structure and contributes most to the compressive strength of cement. And C4AF and C3A are the materials that react with water to form the etching ring. Etringing is characterized by the fact that it has a weak mid / long term strength as compared with CSH gel, although it is rapidly formed through hydration reaction to increase initial strength.
시멘트의 수화반응은 에트링가이트의 형성을 시작으로, CH겔이 형성되고 마지막으로 CSH겔이 형성된다. 시멘트의 압축강도에 가장 큰 영향을 미치는 물질은 CSH겔이므로 시멘트 수화시 물과 C3S, C2S가 충분히 반응하여야 한다. 그러나 C4AF와 C3A에 의해서 C2S, C3S가 물과 반응할 기회가 제한적이다. 이는 도 2의 그림에 잘 나타나 있다. The hydration reaction of cement starts with the formation of Etringite, the formation of CH gel, and finally the formation of CSH gel. Since the CSH gel has the greatest influence on the compressive strength of cement, C3S and C2S should react sufficiently with water during cement hydration. However, the opportunities for C2S and C3S to react with water are limited by C4AF and C3A. This is illustrated in the figure of FIG.
도 2는 시멘트 클링커의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 2를 참고하면, 결정질의 알라이트(C3S)와 벨라이트(C2S)는 위에서 설명한 것처럼 간극상 물질인 비정형의 C3A, C4AF에 코팅된 형태를 띤다. 그리고 C3A, C4AF는 매우 빠른 반응성을 가진다. 결국 시멘트와 물을 반죽하면, 알라이트와 벨라이트를 감싸고 있는 C3A, C4AF가 물과 급격히 반응하면서 에트링가이트를 형성해 버린다. 침상의 에트링가이트가 C2S 또는 C3S를 노출시키는 방향으로 형성되는 경우에는 문제가 없지만, C2S 또는 C3S의 외주면을 따라 코팅되는 형태로 형성될 수도 있다. 이렇게 C2S 또는 C3S가 에트링가이트에 의하여 코팅이 되버리면 물과 접촉할 기회가 적어지므로 CSH겔의 형성이 저해될 수 밖에 없다. 결국 알라이트와 벨라이트는 수화반응을 거치지 못하고 남아 있으므로, 시멘트의 압축강도가 저하되는 결과를 낳는다. 2 is a schematic view schematically showing the structure of a cement clinker. Referring to FIG. 2, crystalline allyl (C3S) and bellite (C2S) are coated on amorphous C3A and C4AF, which are gaps, as described above. And C3A, C4AF have very fast reactivity. Eventually, when the cement and water are kneaded, C3A and C4AF, which surround Alright and Belleite, rapidly react with water to form ettringite. There is no problem in the case where the etching ring of the needle bed is formed in the direction of exposing the C2S or C3S, but it may be formed in the form of being coated along the circumference of C2S or C3S. Thus, if C2S or C3S is coated by Etringing, there is less chance of contact with water, so formation of CSH gel is inevitable. As a result, allyl and bellwire remain untreated, resulting in a decrease in the compressive strength of the cement.
본 발명에 따른 분쇄조제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 클링커 분쇄공정에 첨가되어 클링커 입자의 성질을 변화시킨다. 즉, 분쇄공정에 투입된 분쇄조제는 C4AF 또는 C3A와 결합되어 C4AF, C3A의 반응성을 저하시키는 작용을 한다. 즉, C4AF, C3A의 간극상 물질에 물이 통과할 수 있는 채널을 형성하여 알라이트와 벨라이트가 물과 접촉될 수 있도록 하는 것이다. The pulverizing aid according to the present invention is intended to solve the above-mentioned problems and is added to the clinker pulverizing process as shown in FIG. 3 to change the properties of the clinker particles. That is, the pulverizing additive introduced into the pulverizing process is combined with C4AF or C3A to lower the reactivity of C4AF and C3A. That is, by forming a channel through which water can pass through the gap material of C4AF and C3A, allyl and bellite can be contacted with water.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 분쇄조제 화합물은 시멘트 클링커 내 간극상 물질인 C4AF 및 C3A와 킬레이트(chelate)되어 철 또는 알루미늄과의 착화합물을 형성함으로써 C4AF 및 C3A의 반응성을 저하시켜, 물이 알라이트 및 벨라이트와 접촉될 수 있는 채널을 형성한다.More specifically, the crushing aid compound according to the present invention is chelated with C4AF and C3A in the cement clinker to form a complex with iron or aluminum, thereby lowering the reactivity of C4AF and C3A, Thereby forming channels that can be in contact with alight and bell light.
한편, 분쇄조제는 시멘트 클링커의 분쇄공정에서 클링커 입자들이 응집하는 것을 방지하는 역할을 한다. 종래기술에서 설명한 바와 같이, 클링커 입자들 사이의 정전기적 응집 및 클링커 입자들이 아이언 볼의 외피에 층층이 쌓이는 쿠션 현상을 일으킨다. On the other hand, the crushing aid serves to prevent the clinker particles from aggregating in the crushing process of the cement clinker. Electrostatic cohesion between the clinker particles and a cushioning phenomenon in which the clinker particles are piled up on the outer surface of the iron ball as described in the prior art.
본 발명에 따른 분쇄조제는 이러한 정전기적 응집현상 및 쿠션현상이 일어나는 것을 방지한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분쇄조제에 포함된 음이온성 인산에 의하여 입자들의 전기적 성질이 상쇄되어 입자들이 재응집 되지 않고 분산되는 효과를 낳으며, 마찬가지 효과로서 아이언 볼에 입자들이 부착되는 것을 방지하는 것이다. The pulverizing assistant according to the present invention prevents such electrostatic cohesion phenomenon and cushion phenomenon from occurring. That is, as shown in FIG. 4, the electrical properties of the particles are canceled by the anionic phosphoric acid contained in the milling aid according to the present invention, resulting in the effect that the particles are dispersed without being re-agglomerated. To prevent them from being attached.
한편, 본 발명에 따른 분쇄조제 조성물은 상기한 알킬포스페이트이외에 압축강도 및 수화촉진을 위한 첨가제로서 수용성 글리콜류 및 저급 에탄올 아민계 화합물이 더 혼합될 수 있다. The pulverizing and preparing composition according to the present invention may further contain water-soluble glycols and lower ethanolamine-based compounds as additives for promoting compressive strength and hydration in addition to the above alkyl phosphate.
수용성 글리콜류는 모노에틸렌글리콜(monoethylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. The water-soluble glycols may be monoethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, or a mixture thereof.
저급 에탄올아민계 화합물로는 N-메틸-N-에탄올아민, N-에틸-N-에탄올아민, N-프로필-N-에탄올아민, N-이소프로필-N-에탄올아민, N,N-디에탄올아민, N,N-디이소프로판올아민 또는 트리에탄올아민, 디이소프로필 에탄올아민, 디에탄올아민 이소프로필아민, 트리이소프로필아민 또는 이들의 혼합물일 수 있다Examples of the lower ethanolamine-based compound include N-methyl-N-ethanolamine, N-ethyl-N-ethanolamine, N-propyl- Amine, N, N-diisopropanolamine or triethanolamine, diisopropylethanolamine, diethanolamine isopropylamine, triisopropylamine, or mixtures thereof
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 시멘트 클링커 분쇄조제 조성물은 알킬포스페이트 화합물을 단독으로 사용하거나, 여기에 수용성 글리콜과 저급 에탄올 아민계 화합물을 첨가하여 사용할 수 있다. 알킬포스페이트 화합물에 대한 수용성 글리콜과 저급 에탄올 아민계 화합물은 10~150 중량부의 범위로 첨가될 수 있다. 그리고 분쇄조제 조성물은 시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 7 중량부의 범위로 첨가하여 분쇄공정을 수행한다. As described above, the cement clinker crushing aid composition according to the present invention can be used by using an alkyl phosphate compound alone or by adding a water-soluble glycol and a lower ethanolamine compound thereto. The water-soluble glycol and the lower ethanolamine based compound for the alkyl phosphate compound may be added in the range of 10 to 150 parts by weight. The crushing aid composition is added in an amount of 0.001 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement clinker to carry out the crushing process.
본 발명에 따른 시멘트 클링커 분쇄조제를 사용하면, 클링커 분쇄 효율이 증대하여 에너지 투입을 최소화할 수 있으며, 분쇄공정을 거쳐 최종 미분말로 생성되는 시멘트는 압축강도가 우수하게 발현된다는 이점이 있다. The use of the cement clinker milling aid according to the present invention increases the crusher crushing efficiency and minimizes the energy input, and the cement produced as a final fine powder through the crushing process has an advantage of being excellent in compressive strength.
본 발명에 따른 분쇄조제 조성물을 사용하면, 전기적 작용에 의하여 시멘트 클링커 분쇄시 분산성이 향상되어 에너지 소모를 줄일 수 있다. 다르게 표현하면 동일 에너지를 투입했을 때 분말도를 더욱 증진시킬 수 있다. 또한 본 분쇄조제 조성물 내 포스페이트는 킬레이트되어 시멘트 클링커의 간극상 물질의 반응성을 저하시킴으로써 알라이트와 벨라이트가 물과 원활하게 반응할 수 있는 기회를 제공하여 시멘트의 중장기 압축강도 발현에 기여한다. When the crushing aid composition according to the present invention is used, the dispersibility upon crushing of the cement clinker is improved by the electric action, and energy consumption can be reduced. In other words, when the same energy is applied, the powderiness can be further improved. In addition, the phosphate in the present pulverizing composition is chelated to lower the reactivity of the gaps in the cement clinker, thereby providing an opportunity for allyl and bellite to react smoothly with water, thereby contributing to the development of the mid-to-long term compressive strength of the cement.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.
Claims (4)
[화학식 1]
다른 첨가물은 혼합하지 않고, 상기의 [화학식 1]로 표현되는 알킬포스페이트(alkylphosphate) 화합물(n = 1~10)만 단독으로 포함하며,
시멘트 클링커 100 중량부에 대하여 0.001~7 중량부의 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄조제 조성물.
[Chemical Formula 1]
The other additives are not mixed and include only the alkylphosphate compound (n = 1 to 10) represented by the above formula (1)
Wherein the cement clinker is added in an amount of 0.001 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the cement clinker.
[화학식 2]
상기 알킬포스페이트 화합물은 위의 [화학식 2]로 표시되는 트리부틸포스페이트인 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 분쇄조제 조성물. The method according to claim 1,
(2)
Wherein the alkyl phosphate compound is tributyl phosphate represented by the above formula (2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160023979A KR101692850B1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160023979A KR101692850B1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101692850B1 true KR101692850B1 (en) | 2017-01-06 |
Family
ID=57832422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160023979A KR101692850B1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101692850B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110112812A (en) * | 2009-01-21 | 2011-10-13 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Robust polycarboxylate containing ether linkages for milling preparation of cementitious materials |
| KR20120059504A (en) * | 2009-08-20 | 2012-06-08 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Robust air-detraining for cement milling |
| KR20140009116A (en) * | 2010-09-27 | 2014-01-22 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Dilution-stable cement grinding additive composition |
-
2016
- 2016-02-29 KR KR1020160023979A patent/KR101692850B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110112812A (en) * | 2009-01-21 | 2011-10-13 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Robust polycarboxylate containing ether linkages for milling preparation of cementitious materials |
| KR20120059504A (en) * | 2009-08-20 | 2012-06-08 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Robust air-detraining for cement milling |
| KR20140009116A (en) * | 2010-09-27 | 2014-01-22 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | Dilution-stable cement grinding additive composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5934359B2 (en) | Method for producing ternesite | |
| KR101536118B1 (en) | Rapid Setting Cement Composition and Manufacturing Method Thereof | |
| CN104603081A (en) | Cement grinding aid composition | |
| WO2014077251A1 (en) | Cement composition and method for producing same | |
| EP2291248B1 (en) | Method of producing inorganic hydraulic binders | |
| KR100650135B1 (en) | Grinding aid composition for fine-grinding cement clinker | |
| WO2016202439A1 (en) | Method for producing highly reactive cements | |
| CN108675657A (en) | A method of preparing silicate-aluminium sulfate compound system clinker using waste residue | |
| KR101716747B1 (en) | Grinding aid composition for cement clinker | |
| US20240010560A1 (en) | Method for manufacturing composite cement | |
| CN1315749C (en) | High strength silicate clinker and its preparing method | |
| JP4494743B2 (en) | Method for producing cement composition | |
| KR101692850B1 (en) | Grinding aid composition for cement clinker including alkylphophate | |
| CN107382107B (en) | Method for preparing sulphoaluminate cement clinker by using magnesium slag and manganese slag | |
| CN100457661C (en) | Calcium aluminate-calcium sulfaluminate cement clinker and the prepn of its swelling agent | |
| JP4842211B2 (en) | Sintered product for cement additive, cement additive and cement composition | |
| WO2016202449A1 (en) | Activator with a low ph-value for clinker substitute materials | |
| JP2011184231A (en) | Cement composition and method for producing the same | |
| KR100270094B1 (en) | The method of portland cement clinker | |
| JP2010168256A (en) | Cement additive and cement composition | |
| Li et al. | Improving the volume stability of steel slag for construction and building materials | |
| KR20180058170A (en) | Composition of grinding aids for micro-crushing mineral and micro-crushing method of mineral using it | |
| KR101761205B1 (en) | Grinding aid composition for cement clinker | |
| KR101276084B1 (en) | White cement composition and process for preparation thereof | |
| KR101338794B1 (en) | Composition for Grinding of Mineral Containing Sodium Silicate Hydrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |