Патент на изобретение №2398749
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТА
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительным материалам, к производству облегченных тампонажных цементов для умеренных температур. Технический результат изобретения – повышение прочностных свойств цемента за счет активации центров гидроксильных групп (-ОН) кремнеземистой осадочной породы. В способе получения цемента, включающем высушивание кремнеземистой осадочной породы – опоки, трепела, диатомита, смешивание и измельчение ее с портландцементным клинкером и гипсом, указанное высушивание осуществляют при температуре 150-190°С до влажности 0,3-0,7%. Перед измельчением дополнительно вводят углесодержащий компонент в количестве 0,2-0,4% по углероду. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, а более конкретно к производству облегченных тампонажных цементов для умеренных температур (по ГОСТ 1581-96). Известен способ получения цемента тампонажного, который заключается в смешивании и измельчении портландцементного клинкера, гипса и минеральной добавки в виде кремнеземистой осадочной породы – опоки (см а.с. Полученный таким способом цемент имеет недостаточно высокую прочность из-за повышенной плотности цементного раствора, низкого водоцементного отношения и недостаточной прочности образцов из него в виду низкой концентрации брендстедовских и льюисовских кислотных центров на поверхности минералов гидратных фаз. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения цемента путем смешения и измельчения портландцементного клинкера и минеральной добавки в виде кремнеземистой осадочной породы, причем перед смешением и измельчением перечисленных компонентов 75-85% кремнеземистой осадочной породы нагревают до 200-300°С и добавляют 15-25% не сушеной (мокрой) породы. Кроме того, перед смешиванием дополнительно вводят 1-2% углесодержащего компонента при следующем соотношении компонентов, мас.%:
К недостаткам известного способа следует отнести слабые прочностные свойства получаемого цемента из-за переменной влажности кремнеземистой осадочной породы, так как при ее пересушке исчезают активные центры гидроксильных групп (-ОН), а при недосушке – возможна гидратация клинкерного материала в цементе. В том и другом случае это отрицательно сказывается на прочностных свойствах получаемого цемента. Наличие в составе смеси углесодержащего компонента не влияет на качество получаемого цемента, а служит стабилизатором процесса его сушки. Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение прочностных свойств цемента, за счет активации центров гидроксильных групп (-ОН) кремнеземистой осадочной породы. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения цемента, путем высушивания кремнеземистой осадочной породы – опоки, трепела или диатомита, смешивание и измельчение ее с портландцементным клинкером и гипсом, высушивание кремнеземистой осадочной породы осуществляют при температуре 150-190°С, до влажности 0,3-0,7%. Кроме того, перед измельчением дополнительно вводят углесодержащий компонент в количестве 0,2-0,4% (по углероду). При температуре менее 150°С кремнеземистая осадочная порода имеет в своем составе достаточное количество физической влаги, чтобы частично гидратировать клинкерные минералы в цементе и уменьшить его активность (в зависимости от сезона, влажность кремнеземистой осадочной породы колеблется от 20 до 60%), а при температуре более 190°С происходит ее пересушка и исчезают активные центры гидроксильных групп (-ОН). Экспериментально установлено, что при влажности кремнеземистой осадочной породы в пределах 0,3-0,7% активация центров гидроксильных групп (-ОН) кремнеземистой осадочной породы, прочностные свойства цемента повышаются. В качестве кремнеземистой осадочной породы могут быть использованы не только трепел, опока или диатомит, но и их сочетание. Кроме того, для снижения силы сцепления частиц при помоле указанных компонентов и оптимизации процесса помола перед измельчением в нее дополнительно вводят углесодержащий компонент в количестве 0,2-0,4% по углероду от всей смеси. В качестве углесодержащего компонента может быть любое вещество, содержащее не менее указанных пределов по углероду и служащее как бы присадкой к основным компонентам при помоле, это может быть уголь, угольная пыль, сажа и т.п. Таким образом, углесодержащий компонент в заявленном изобретении служит для оптимизации процесса помола и его добавляют в мельницу, в то время как в наиболее близком аналоге он служит для стабилизации процесса сушки и его вводят в печку. Возможность осуществления заявленного способа подтверждается испытаниями, проведенными в лаборатории Сухоложского завода металлофлюсов (г.Сухой Лог, Свердловской области) в августе 2008 года. Пример 1 Кремнеземистую осадочную породу фракции 40-100 мм через приемный бункер подавали во вращающуюся печь и высушивали. Далее высушенную кремнеземистую осадочную породу смешивали и измельчали с портландцементным клинкером и гипсом. Качественный и количественный состав этой смеси составляет для данного примера, мас.%: портландцементный клинкер 50; гипс 5; кремнеземистая осадочная порода 45. Пример 2 Кремнеземистую осадочную породу фракции 40-100 мм через приемный бункер подавали во вращающуюся печь и высушивали. Далее в высушенную кремнеземистую осадочную породу дополнительно вводили углесодержащий компонент, смешивали и измельчали с портландцементным клинкером и гипсом. Качественный и количественный состав этой смеси составляет для данного примера, мас.%: портландцементный клинкер 45; гипс 6; кремнеземистая осадочная порода 46, углесодержащий компонент 0,3. В качестве углесодержащего компонента использовали каменный уголь Буланашевского месторождения. Режимы десяти конкретных примеров заявляемого способа получения цемента представлены в таблице. У полученного цемента исследовали прочность на изгиб, а полученные результаты также заносили в таблицу. При соответствии результатов испытаний ГОСТу готовый цемент отправляли на склад. Анализируя полученные результаты таблицы, можно сделать вывод, что для умеренных и повышенных температур прочность при изгибе (в МПа при времени – 2-х суток) возрастает примерно в 2,5 раза (по ГОСТ 1581-96 прочность на изгиб составляет на менее 1,0 МПа).
Формула изобретения
1. Способ получения цемента, включающий высушивание кремнеземистой осадочной породы – опоки, трепела, диатомита, смешивание и измельчение ее с портландцементным клинкером и гипсом, отличающийся тем, что указанное высушивание осуществляют при температуре 150-190°С до влажности 0,3-0,7%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед измельчением дополнительно вводят углесодержащий компонент в количестве 0,2-0,4% по углероду.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
610814, 1978 г.).