168964. lajstromszámú szabadalom • Eljárás duzzadó cement előállítására timföldsalakból
3 168964 4 A keverék szemcsemérete kész őrleménynél 80 mikron körül van, ami gyakorlatilag úgy érhető el, hogy az őrleménynek 80 mikron lyukfinomságú szitán legfeljebb 10% szitamaradéka lehet. A szilárdsági tulajdonságok és a lineáris tágulási , együttható egyidejű növelésére kísérletezték még a bekevert gipsz mennyiségének növelésével is, de ezek a kísérletek nem vezettek eredményre, mivel a gipsztartalom egyoldali növelése egy bizonyos határon túl már a szilárdsági tulajdonságokat 10 rontja. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, mellyel nagyszilárdságú és fokozott lineáris tágulási együtthatójú duzzadó cementet lehet előállítani. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk 15 meg, hogy a 70 súlyrész 30—70 súlyszázalék alumínium-oxidot, 30-45 kalcium-oxidot, 0—13 súlyszázalék szilícium-dioxidot és 0—5 súlyszázalék más vegyületet tartalmazó timföldsalakba összesen bekevert 30 súlyrésznyi mennyiségű gipsz 10—50%-át 2 n még izzón folyó timföldsalakba keverjük, a keveréket 30 C° körüli hőmérsékletre hűtjük, a maradék gipszet pedig felőrlés előtt vagy párhuzamos felőrlés után a lehűtött keverékbe adagoljuk, hogy a gipszet 10 mm körüli szemcsenagysággal keverjük 2 s be, és a keveréket 80 mikron körüli szemcseméretre őröljük. A találmány szerinti eljárás lényegét a következőkben ismertetjük: 30 A timföldsalak a nyersvasgyártás ill. különféle vasötvözetek előállítása során keletkező melléktermék. A metallurgiai reakciók függvényében a kapott timföldsalak kalciumaluminátot és más komponenseket, főként alumínium-oxidot, gehle- 35 nitet és magnéziaspinellt tartalmaz. Az izzón folyó timföldsalakban a mindenkori adott komponensek megömlött állapotban vannak. A timföldsalakömledékbe bekevert gipsszel nem csak a fázisösszetételt, hanem a kristályosodást is 40 megváltoztatjuk az ömledék hűtése közben. A gipsz bekeverésével az anyag megömlési hőmérséklete jelentős mértékben lecsökken és ezzel nagymértékben elősegíti ketős vegyületek kristályosodását. Ilyen kettős vegyületek például a 45 CaO • Al2 0 3 és a CaO • 2A12 0 3 A kristályosodás során a gehlenit finom erek alakjában szövi át a kettős vegyületeket. Égnek következtében a salakból kapott cement hidraulikus aktivitása megnövekszik és így mechanikai szilárdsága is javul. A gipsszel ke- 50 vert salakömledék őrölhetősége is megváltozik az átkristályosodással egyidejűleg, ami egyrészt megkönnyíti az aprítást, másrészt tovább növeli a cement szilárdsági tulajdonságait. A salakömledékben feloldódó gipsz egyenletesen 55 elkeveredik az anyagban és szulfátos fázist képez, mely a kapott cement hidratációja közben kristálycsíra-képzőként működik kalciumhidrosulfoaluminát keletkezése mellett. Ebből következik, hogy a találmány szerinti duzzadó cement gipszes túltelített- 60 sége kisebb, mint az ismert eljárásokkal előállított cementeké, mivel az ömledékbe bekevert gipsz a már említettek szerint szulfátos fázist képez, melynek oldhatósága jóval csekélyebb, mint a tiszta gipsz oldhatósága. 65 Az ismert eljárással előállított, gipsszel túltelített cementeknél a hidratáció során a kalciumhidrosulfoaluminát igen finom szerkezetű kristályokat képez, és ennek következtében a cement lineáris duzzadási együtthatója kicsi. A találmány szerinti eljárással előállított cementnél viszont a kialakuló durvább szerkezetű kristályok megnövelik a lineáris duzzadási együtthatót. A találmány szerinti eljárás további előnye abban van, hogy lehetővé teszi az előállítandó cement tulajdonságainak az igényekhez igazodó változtathatóságát. A kapott cement tulajdonságai ugyanis a timföldsalakömledékbe bekevert gipszrész mennyiségének változtatásával állíthatók be. A legjobb eredményeket akkor értük el, amikor az ízzónfolyó salakba a bekeverendő gipsz teljes mennyiségének legfeljebb 50%-át vezettük be, míg a maradékot a kihűlt keverékbe adagoltuk a felőrlést megelőzően, vagy követően. Ugyancsak jelentős előny származik abból, hogy az ízzón-folyó, mintegy 1500C0 hőmérsékletű timföldsalakba bekevert gipsz kristályvizet beadja, az elgőzölög és ezzel egyrészt már az aprítás előtt mintegy átkeveri az anyagot, másrészt elősegíti a kalciumszulfát kristályrácsának lebomlását, ami reakcióképességének javulását okozza és végeredményben vízmentes kalciumszulfoaluminát és kalciummoncaluminát képződését teszi lehetővé. Ennek révén viszont a duzzadó cement építéstechnikai tulajdonságai is javulnak. A találmány szerinti eljárásnál a timföldsalak oxidtartalmát jelentős mértékben növelni lehet. A timföldsalak keverék összetétele célszerűen a következő: AI2O3 37-70 súlyszázalék CaO 30-45 súlyszázalék Si02 0—13 súlyszázalék más vegyületek 0-5 súlyszázalék A továbbiakban a találmány szerinti eljárást példák segítségével részletesen ismertetjük. A példák során összesen 30 súlyszázalék gipszet tartalmazó duzzadó cementeket állítottunk elő, csakúgy mint az ezek tulajdonságait megadó táblázatban az összehasonlításul, az ismert eljárás A és B változata szerint legyártott anyagok esetében. 1. példa ízzónfolyó, 46 súlyszázalék alumínium-oxidot, 40 súlyszázalék kalcium-oxidot, 9 súlyszázalék szilícium-dioxidot és legfeljebb 5 súlyszázalék más vegyületet tartalmazó timföldsalak 70 súlyrésznyi mennyiségébe 3 súlyrész gipszet kevertünk. A gipsz szemcsemérete 10 mm körüli volt. A keveréket 30 C° körüli hőmérsékletre hűtöttük, majd további 27 súlyrész gipsz bekeverése után felőröltük. A 80 mikron lyukbőségű szitán mért szitamaradék 7,9% volt. 2
