способ получения сульфатно-силикатного продукта
Классы МПК: | C04B7/52 помол |
Автор(ы): | Селяев В.П. (RU), Терешкин И.П. (RU), Коротин А.И. (RU), Неверов В.А. (RU), Бормусов Ю.А. (RU), Агушев В.Л. (RU), Федорцов А.П. (RU) |
Патентообладатель(и): | Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-02-21 публикация патента:
27.07.2004 |
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно, к промышленному получению быстротвердеющих высокопрочных цементов, изготовлению бетонных и железобетонных изделий, а, кроме того, оно может быть использовано и в других отраслях промышленности, например как сорбент или катализатор в химической промышленности. Технический результат - повышение прочности цементных композиций с сульфатно-силикатным продуктом и снижение себестоимости строительных материалов на их основе. В способе получения сульфатно-силикатного продукта путем обжига сырьевой смеси, состоящей из алюмосиликатного материала, сульфатирующего модификатора - концентрированной серной кислоты и воды, при получении смеси в качестве алюмосиликатного материала берут цеолитосодержащую породу следующего состава, мас.%: SiO2 58.66-70.87; Al2О3 8.98-12.34; Fe2O3 4.37-6.24; CaO 10.64-14.51; MgO 1.84-2.14; К2О 2.48-3.05; TiO2 0.48-1.65; Na2О 0.2-0.85; Р2О5 0.14-0.56, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная цеолитосодержащая порода 40.00-50.00, концентрированная серная кислота 25.00-30.00, вода - остальное, с последующим обжигом сырьевой смеси при температуре 480-500С в течение 20-50 минут. 2 табл.
Формула изобретения
Способ получения сульфатно-силикатного продукта путем обжига сырьевой смеси, состоящей из алюмосиликатного материала, сульфатирующего модификатора - концентрированной серной кислоты и воды, отличающийся тем, что при получении сырьевой смеси в качестве алюмосиликатного материала берут цеолитосодержащую породу состава, мас.%: SiО2 58,66-70,87, Аl2О3 8,98-12,34, Fе2O3 4,37-6,24, CaO 10,64-14,51, MgO 1,84-2,14, К2О 2,48-3,05, ТiO2 0,48-1,65, Na2О 0,2-0,85, Р2О5 0,14-0,56, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Указанная цеолитосодержащая порода 40,00-50,00Концентрированная серная кислота 25,00-30,00Вода Остальноес последующим обжигом сырьевой смеси при температуре 480-500С в течение 20-50 мин.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к промышленному получению быстротвердеющих высокопрочных цементов, изготовлению бетонных и железобетонных изделий, кроме того, оно может быть использовано и в других отраслях промышленности.Известно, что одним из перспективных путей получения быстротвердеющих высокопрочных цементов в последние годы является способ введения в состав обычного цемента крента - добавки, получаемой в результате термохимической обработки алюмосиликатного материала (каолина, глины) с последующей сульфатизацией продукта дегидратации. (Рояк Г.С., Рояк С.М. Специальные цементы. - М.: Стройиздат, 1993. С.142-144).Однако одним из основных условий получения таких высокоэффективных добавок, является необходимое содержание в используемом при их производстве сырье (не менее 15-25% от массы цемента) оксидов алюминия, в том числе и кислоторастворимого, в противном же случае эффективность от их введения в состав цемента снижается. (А.С.Болдырев, П.П.Золотова, А.Н.Люсов и др.; Строительные материалы: Справочник/ Под ред. А.С.Болдырев, П.П.Золотова. - М.: Стройиздат, 1989. С.73-74).Наиболее близким решением к заявленному является способ получения сульфатно-силикатного продукта, заключающийся в том, что из каолина (глины), воды и сульфатирующего модификатора готовится суспензия, которая затем обжигается при температуре 550-600С. (Рояк Г.С., Рояк С.М. Специальные цементы. - М.: Стройиздат, 1993. С.231-233).К недостаткам получения такой добавки можно отнести не только жесткие требования к исходному сырью, но и достаточно высокую температуру обжига. Все это, без сомнения, повышает стоимость получаемого продукта.Технический результат заключается в повышении прочности цементных композиций с сульфатно-силикатным продуктом. Кроме того, снижается себестоимость строительных материалов на их основе.Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения сульфатно-силикатного продукта путем обжига сырьевой смеси, состоящей из алюмосиликатного материала, сульфатирующего модификатора - концентрированной серной кислоты и воды, при получении сырьевой смеси в качестве алюмосиликатного материала берут цеолитосодержащую породу следующего состава, мас.%: SiО2 58.66-70.87; Аl2О3 8.98-12.34; Fе2O3 4.37-6.24; CaO 10.64-14.51; MgO 1.84-2.14; К2О 2.48-3.05; ТiO2 0.48-1.65; Na2О 0.2-0.85; Р2О5 0.14-0.56, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Указанная цеолитосодержащая порода 40.00-50.00Концентрированная серная кислота 25.00-30.00Вода Остальноес последующим обжигом сырьевой смеси при температуре 480-500С в течение 20-50 минут.Способ осуществляют следующим образом. Вначале готовят сырьевую смесь. Цеолитосодержащую породу размельчают и увлажняют водой. Затем полученную пасту обрабатывают сульфатирующим модификатором - концентрированной серной кислотой. По истечении одних суток, необходимых для окончания протекания химических реакций, смесь подвергают термической обработке - обжигу при температуре 480-500С в течение 20-50 минут. После обжига полученный сульфатносиликатный продукт резко охлаждают и вводят в цементное вяжущее при его помоле.Если обжиг осуществляется при температуре ниже 480С, то получающиеся в результате составляющие продукта не реакционноспособны. Если же температура обжига выше 550С, то при получении продукта нецелесообразно затрачивается большая энергия. А температура обжига более 650С и вовсе снижает качество получаемого продукта.Оптимальное время обжига составляет 20-50 минут. При недостаточном времени термической обработки сырьевой смеси (менее 20 минут) обжиг будет не завершен, а продолжительность его более 50 минут экономически не выгодна.Исследуют влияние полученного продукта на свойства композиций, при их наполнении в количестве 5% от массы вяжущего. Водоцементное отношение принимают равным 0,3. Начало схватывания определяют на приборе Вика. Часть образцов подвергают тепловлажностной обработке (ТВО) при температуре 45-50С по режиму 2+4+10+ естественное остывание и определяют предел прочности при сжатии в возрасте одних суток, другие - хранят в нормально влажностных условиях (НВУ) и испытания проводят в возрасте 28 суток. Составы сырьевых смесей представлены в таблице 1. Результаты физико-технических испытаний приведены в таблице 2. Анализируя результаты исследований можно однозначно утвердительно говорить об эффективности получения сульфатно-силикатного продукта на основе природных цеолитосодержащих пород, который можно использовать как добавку к цементным вяжущим. Из таблицы 2 видно, что при 5%-ном наполнении композиций полученным продуктом их прочность в возрасте 28 суток повышается на 15-25% по сравнению с бездобавочными, а после тепловлажностной обработки - на 35-45% и составляет 80-90% от марочной прочности ненаполненных композиций.Необходимо отметить, что начало схватывания цементного теста с продуктом наступает быстрее, чем без нее, и при 5%-ном наполнении вяжущего приближается к ГОСТу для портландцемента. Однако, опираясь на полученные экспериментальные данные, можно прогнозировать, что большее введение полученного продукта в цемент приведет к более ранней потери пластичности его теста, что, в свою очередь, позволит отнести такое вяжущее к разряду быстротвердеющих. Использование же в качестве алюмосиликатного сырья при получении сульфатно-силикатного продукта для цементных композиций глины, также позволяет добиться некоторых результатов, но их величина несколько ниже.Таким образом, использование сульфатно-силикатного продукта, получаемого по предлагаемому способу и ведущего себя в цементных системах как ускоритель твердения, позволит значительно повышать гидратацию вяжущего при прогреве, кроме того, снижать в них содержание цемента. Все это приведет к улучшению эффективности производства бетона и снижению его себестоимости. Кроме того, полученный сульфатно-силикатный продукт может быть использован как сорбент или катализатор в химической промышленности.интенсификатор помола цементного клинкера - патент 2528332 (10.09.2014) | |
интенсификатор помола - патент 2519136 (10.06.2014) | |
способ получения цемента - патент 2497767 (10.11.2013) | |
биоцидный портландцемент - патент 2491240 (27.08.2013) | |
биоцидный портландцемент - патент 2491239 (27.08.2013) | |
способ получения затвердевающего в воде порошка - патент 2479510 (20.04.2013) | |
бетон с низким содержанием клинкера - патент 2471733 (10.01.2013) | |
вяжущее - патент 2466108 (10.11.2012) | |
композиционное вяжущее - патент 2440938 (27.01.2012) | |
цемент низкой водопотребности и способ его получения - патент 2379240 (20.01.2010) |