Способ получения гидравлического цементного вяжущего или бетона
Сущность; способ производства цемента или бетона, включающий добавку летучей золы в цемент или бетон на стадии производства , причем летучая зола содержит известь и продукты реакции из реакции, происходящей между известью и оксидами серы в связи с десульфурацией топочных газов. С целью исключения неблагоприятных воздействий сульфита кальция и реак- j ций знтрингита и увеличения применяемого количества летучей золы, содержащей отходы десульфу рации, сульфат кальция окисляется перекисью водорода уже перед производством цемента или бетона или в процессе.производства.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (н)з С 04 В 7/26
ГОС ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕД МСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПЛАТЕ НТУ
1 (21) 1743530/33 (22) 16.03.90 (46) 0.08.93, Бюл.№ 32 (31) 91284 (32) 17.03.89 (33) 1 (11) ()а Таыпелла АБ (Fl) (72) (ейкки Ахонен и Тилю Кенаккала (FI)
0 (56) аявка ФРГ ¹ 3636402; кл, 04 В 7/26, 1988. (54) ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕ1
СКО О ЦЕМЕНТНОГО ВЯЖУЩЕГО ИЛИ
БЕТ НА
1 изобретение касается способа получения емента или бетона, включающего добавк летуче золы в цемент или бетон на стад и производства, причем летучая зола соде жит известь и продукты реакции из реак ии, происходящей между известью и окси ами серы в результате десульфурации топо ных газов.
Цель изобретения — стабилизация свой тв вяжущего или бетона. оставленная цель достигается тем, что спос б получения гидравлического цементного )вяжущего или бетона путем перемешивания компонентов, включающих отход десу гьфурации .топочных газов электростанций — летучую золу, содержащую оксид кальция предпочтительно полностью покрыт и сульфатом кальция, предусматривает прлучение сульфата кальция путем
ÄÄ5UÄÄ 1838270 А3 (57) Сущность; способ производства цемента или бетона, включающий добавку летучей золы в цемент или бетон на стадии производства, причем летучая зола содержит известь и продукты реакции из реакции, происходящей между известью и оксидами серы в связи с десульфурацией топочных газов. С целью исключения неблагоприятных воздействий сульфита кальция и реак, ций знтрингита и увеличения применяемого количества летучей золы, содержащей отходы.десульфурации, сульфат кальция окисляется перекисью водорода уже перед производством цемента или бетона или в процессе, производства. л х окисления сульфита кальция, покрывающего оксид кальция впрыскиванием перекиси водорода в топочные газы при температуре ниже температуры в топке или путем введе. ния перекиси водорода в воду затворения, ° при этом в топочные газы перекись водоро- CA) да вводят в количестве в 0,5-4 раза, а в воду 00 затворения в 0,5-2 раза большем эквива- Я лентного количества окисляемого сульфита с,4 кальция. О
Способ предусматривает содержание золы в количестве не более 65 от веса цемента., При дополнительном введении
ы (е ъ тонкомолотого кислого шлака содержание золы составляет не более 50 от веса кислого шлака.
Способ был опробован добавкой перекиси водорода s водную смесь бетона. Контрольныв испытания беэ окисления
1838270 ты, чем обычно используемая летучая эола, не содержащая известь, Подробнее изобретение будет описано посредством следующим примеров, в которых проводились испытания путем добавки перекиси водорода к водной смеси в количестве на 30 и 60 больше эквивалентного количества, соответствующего реакции окисления сульфита кальция, содержащего"0 ся в летучей золе, Пример 1. Бетон для покрытия дорог был получен по следующим рецептам;
Увеличение количества воды, если используется эола, содержащая продукт де- 15 сульфурации объясняется тем, что содержащая продукт десульфурации объясняется тем, что содержащий в таком виде золы гипс быстро связывает воду. Все испытания были предназначены для получения 20 бетонной массы, подобной влажной земле, которая остается когезивной при сжатии;
Полученные прочности видны из табл. 1, в которой они даются как прочность при изгибе (МРа), поскольку только прочность 25 при сжатии в этом продукте не была преимущественной.
Помеченный звездочкой продукт содержал Н О более 60 эквивалентного количества, которое уменьшило плотность в 30 связи с микропузырьками, образующимися при распаде перекиси.
Иэ результатов видно, что бетон, содержащий отходы десульфурации, полученный по рецепту ЛЗ. имел показатели прочности 35 значительно лучше, чем у других бетонов.
Соответственно, бетон. полученный по рецепту Л4, содержащий отходы десульфурации и перекись водорода более, чем 60 от эквивалентного количества сульфита каль- 40 ция, имел показатели прочности лучше, чем бетон, получен н ы и соответствующим образом с добавкой чистой летучей золы, B соответствии с этим, бетон, полученный согласно изобретению с добавкой летучей 45 золы, содержащей отходы десульфурации, 1 перекиси водорода проводились одновременно с такой же золой и соответствующим образом с такой же золой, которая не содержит ни извести, ни гипса, ни сульфита кальция, то есть без применения метода десульфурации. Предполагалось, что окисленная эола десульфурации должна бы придать почти такую же прочность бетону, как обычная зола, используемая соответственной для этой цели. Вопреки ожиданиям было установлено, что зола, окисленная перекисью, дала значительно лучшие результаимел равные или лучшие показатели прочности, чем ранее применявшиеся бетоны и был получен с меньшими затратами. Было установлено, что то же самое имеет место, когда используется перекись водорода в количестве в1,5 — 2 раза больше эквивалентного количества сульфита кальция, содержащегося в смеси. . Зола по изобретению была испытана на ее применимость в количестве ингредиента в производстве суперсульфатного цемента, Суперсульфатные цементы обычно содержат; . порошкообразный окислительный шлак и 90 безводный гипс:. 10 . активирующая известь сверх 100 0,3 — 0,4%
Как упоминалось выше, испытания и экСперименты показывают, что показатели прочности быстро падают с увеличением количества извести, когда бетон производится известным ранее способом. Вместо извести активирование может проводиться цеменioM, причем количество цемента должно составлять около 3-5 . Смесь, полученная в результате процесса десульфурации, содержит свободную известь обычно в количестве более 20 в зависимости от условий работы и степени десульфурации. Исходя из вышеупомянутых значений при этом можно добавлять только 5-20 названной эолы в суперсульфатный цемент без заметного
1838270 ухудшения показателей прочности. В экспе,рименте был приготовлен суперсульфатный ,,цемент, в котором сульфит кальция содергжался в золе, которая была получена в виде
;продукта десульфурации, был окислен пере- 5, кисью, В смесях были использована вода в количестве около 90-95 л, например, подвергая их аналогичным условиям влажной
Земли. 10
Прочность при изгибе под напряжением (MPA) после высушивания блоков при
15 С представлена в табл.2.
Из результатов испытаний очевидно, что Лайфак зала, содержащая суперсуль- 15 фатный цемент, приготовленный па рецепту
СП имеет значительна лучшие показатели прочности, чем бесклинкерный шлако1 ый цемент, приготовленный по рецепту С, 20
Кроме того очевидно, чта большое каличест о свободной извести не препятствует разфитию прочности, Совершенно неожиданно результаты оказались противоположными указанным в литературе, так как не было 25 .атмечено никакой чувствительности относи тельно количества извести, а количество .
Лайфак золы, окисленной перекисью, в частности, не было критическим. Как указывалось выше, использование 30
Летучей золы, полученной Лайфак способом, особенно предпочтительно, коГда применяется способ, предлагаемый согласно настоящему изобретению. При использовании Лайфак метода частицы оксида кальция,35 образованного в тОпке котла, вначале по рываются слоем гипса, а затем слоем суль.фита кальция для получения трехслойных частиц. Это проиллюстрировано на прилагаемой фигуре, которая представляет схему 40 в поперечном разрезе частицы, полученной
У)айфак методом, как видно в электронном
Микроскопе. Частица, представленная на фигуре, содержит оксид кальция 1 в середине, и оксид кальция покрыт слоем гипса 2, 45 образованным в основном в топке котла.
П.р и м е р 2. Суперсульфатный цемент
SSC был приготовлен s следующих соотношениях, смесей, смеси были спрессованы в блоки в вибропрессе для изготовления бетона, и блоки подверглись испытаниям на их прочность при изгибе под напряжением.
Слой сульфита кальция был образован на гипсовом слое на последней стадии в связи с активированием водой. В настоящем способе слой сульфита кальция 3 окисляется в гипсе перекисью водорода. Способ, соглас но изобретению, может в частности успешно применяться с пользованием летучей золы, содержащей частицы, образованные таким образам, так как после перекисного окисления частицы содержат два перекрывающих гипсовых слоя, образованных нэ разных стадия. Зти гипсовые слои очень плотные и трудно проницаемые для" гидроОкиси кальция.
Энтрингитнэя реакция, образующая фазу, которая может быть описана формулой
СаΠ— А 120з — Ca S04 — Нг О требует, чтобы оба сульфата и свободная известь одновременно находились в присутствии алюминатов. Тэк как известь, содержащаяся в золе десульфурации, образованной как описано выше, герметизируется под слоем гипса после этапа окисления, эта свободная известь оказывает запоздалое воздействие на реакции, за счет чего происходит не р экое образование энтрингита с последующим разрывом образовавшихся кристаллических связей за счет вспучивания энтрингита. Запоздалое выделение извести в дальнейшем будет компенcNpc}8BTbcA при нормальных пуццолановых реакциях, и их концентрация никогда не будет увеличиваться до опасных значений. Таким образом неблагоприятное воздействие реакций энтрингита, происходящих в летучей золе, получаемой Лайфак методом, может быть исключено очень действенно, 1838270
1 поэтому предпочтительно, чтобы материал Ф о р м у л а и з о б р е.т е и и я не был измельчен. 1. Способ получения гидравлического . Результаты. соответствующие результа- цементного вяжущего или бетона путем петам, полученным в приведенных выше при- ремешивания компонентов. включающих мерах, получают, когда перекись водорода 5 отход десульфурации топочных газов электсмешивается с водой для замеси в Лайфак ростанций — летучую золу, содержащую окреэкторв в количестве в 0.5-4 раза больше сид кальция, предпочтительно полностью эквивалентного количества сульфита каль- покрытый сульфатом кальция. о т л и ч à юция, обычно образующегося в реакции, в шийся тем, что, с целью стабилизации силу чего окисление и герметизация частиц 10 свойства вяжущего или бетона и упрощения извести происходит тем же образом. При способа, сульфат кальция получают путем упомянутых выше количествах перекиси.во- окисления сульфита кальция. покрывающедорода получеммыа значения прочности по гооксид кальция, вспрыскиванием перекисуществу равны или выше. чем значения си водорода,в топонные газы при прочности известмого цемента или бетона, 15 температуре ниже температуры в топке или содержащихлетучуюзолу, Однако запрвде- путем введения перекиси водорода в воду лами этих. границ наблюдается довольно затворения, при этом в топочные газы перебыстрое падение в показателях прочности.. кись.водорода вводят в количестве, в 0,5-4
Выше изобретение было описано в раза, а в воду затворения в 0,5-2 раза бдлькачестве. примера и изобретение ограни- 20 швм эквивалентного количества окисленчивается этим примером-. Согласно изобре- ного сульфита кальция. твнию, перекиСное окисление может 2, Способ ho fl.1, отличающийся применяться для всех видов летучей золы. тем, что содержание летучей золы составлясодержащей продукты реакции извести и. ет не более 65 от массы цемента. серы при получении цемента и бетона. По- 25 3, Способ по п.1, отличающийся . . добным же образом. перекись водорода тем,.что при перемешивании дополнительможет впрыскиваться в тс почные газы. но вводят тонкдмолотый кислый шлак и совместе с впрыскиванием воды или отдель- держание. летучей золы при этом составляет но. не более 50 от. массы кислого шлака.
30 Таблица 1
Таблица 2
