169749. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cementkeverék előállítására
3 nálható, 11 CaO • 7 A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó cementek előállítása nem volt lehetséges. Nem elhanyagolható tény továbbá, hogy a HCaO • 7A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó, nem kielégítő mértékben megkötődő cementek 5 térfogatállandósága legtöbbször rendkívüli mértékben elégtelen volt. A B 3310 számú osztrák szabvány szerint (vízcementtényező =0,60) a fenti cementből készült habarcshasábokon néhány napos tárolás után vízben mély repedések jelentkeztek, illetve a habarcshasábok teljesen 10 szétestek. Bebizonyosodott továbbá, hogy az említett kötési zavarok különösen gyakran és kifejezetten jelentkeztek olyan, 11 CaO • 7A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó klinkereknél, melyeket bizonyos mértékben 15 kevésbé égettek ki, azaz valamivel több nem megkötött kalcium-oxidot tartalmaztak. A kötési zavarokat növelte, ha anhidrátgipsz helyett dihidrát- vagy félhidrátgipszet, illetve dihidrát- és félhidrátgipszben dús, dihidrát-, félhidrát- és anhidrátgipszből álló keveréket használtak. 20 Figyelemre méltó továbbá, hogy a kalcium-szulfát, például gipsz, félhidrát- vagy anhidrátgipsz adagolási mennyiségének egy bizonyos maximális értékének a túllépése esetén a kötési zavarok ugrásszerűen jelentkeztek. Ez a maximális érték a kísérleti körülményektől 25 függően ingadozott, és nem volt előre meghatározható. Rendszerint azon adagolási mennyiség alatti értéken volt, amely kívánatos lett volna szilárdsági okokból. Általában ugyanis a szilárdság növekedése, különösen a kötés első órája után, annál gyorsabb volt, minél na- 30 gyobbra választották a kalcium-szulfát adagolási arányát. A klinker előállítási körülményei szintén befolyást gyakoroltak a kötési zavarok jelentkezésére. Ismételten hangsúlyozzuk, hogy a szokásos összetételű portlandcementek, azaz 11 CaO • 7 A12 0 3 • CaX2 összetételű kom- 35 ponenst nem tartalmazó portlandcementek kötési folyamatában a fentiekben ismertetett jellegű nehézségeket ezideig nem figyelték meg, és kísérletek során a kalcium-szulfát és a klinker előállítási körülményeiben vagy a szabad kalcium-oxid tartalomban, illetve az égetésfokban 40 jelentkező különbségek okozta kötési zavarok nem jelentkeztek. A későbbiekben részletesen ismertetésre kerülő találmány szerinti cementkeverék komponenseit képező adalékanyagok a szokásos összetételű portlandcementek 45 esetén a megdermedési időt mindig lerövidítették vagy megnövelték, míg a szilárdság növekedése, különösen a kötési folyamat első 1—2 órájában, változatlanul maradt. A találmány célja a fenti hátrányokat nem mutató, 50 11 CaO • 7A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó klinker alapú olyan cementkeverék kidolgozása, amely széles körben felhasználható és jól reprodukálható. Meglepő módon azt találtuk, hogy a fentiekben ismer- 55 tetett zavarok a kötés és a szilárdság növekedése során nem jelentkeznek, ha a 11 CaO • 7A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó cementkeverékhez olyan adalékanyagokat adunk, melyek a folyékony fázisban a kalciumionok koncentrációját csökkentik, illetve a kai- 60 ciumionokat megkötik. Az alábbiakban részletesen ismertetésre kerülő adalékanyagok felhasználásával elérhető a hidratáció szabályozott lefutása, és ezáltal a fentiekben ismertetett cement, illetve cementbeton minősége lényegesen javítható. 65 4 *• A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás cementkeverék előállítására olyan nyerskeverékből, amely a szokásos összetételű cementnyersliszttől halogéntartalmú kiindulási anyag, például folypát adagolása következtében izzítási veszteségtől mentes állapotra vonatkoztatva 0,1—4 súly%, főleg 0,2—2,5 súly%, előnyösen 0,4—1,5 súly% X-tartalomban — ahol X fluoridot vagy kloridot jelent — különbözik, és ezáltal izzítási veszteségtől mentes állapotra vonatkoztatva 51—67 súly%, főleg 57—65 súly%, előnyösen 60—65 súly% kalciumoxidot, 8—22 súly%, főleg 14—20 súly%, előnyösen 17—20 súly% szilíciumdioxidot, 0,5—8súly%,főleg,0,5—5 súly /^előnyösen 0,5—3 súly% vas(III)-oxidot, 6—32 súly%, főleg 9— 22 súly%, előnyösen 11—14 súly% alumíniumoxidot, továbbá 0,1—4 súly%, főleg 0,2—2,5 súly%, előnyösen 0,4—1,5 súly% X-komponenst, valamint természetes szennyezőanyagokra és/vagy égetést elősegítő anyagokra visszavezethető mellékkomponenseket, főleg magnéziumoxidot, alkáliákat és/vagy kénvegyületeket tartalmaz, és amely nyerskeveréket szokásos felépítésű forgócsöves kemencében vagy aknáskemencében 1150 °C és 1450 °C, különösen 1250 °C és 1350 °C közötti hőmérsékleten 20—240 percen át, előnyösen 30—90 percen át hevítünk, miáltal szabad kalciumoxid-tartalma 5 súly%, előnyösen 2 súly% alá csökken és a kapott klinker a szokásos cementásványok mellett a halogéntartalmú kiindulási anyag adagolása következtében 3—60 súly%, főleg 7—40 súly%, előnyösen 10—20 súly% 11 CaO • • 7 A12 0 3 • CaX2 összetételű komponenst tartalmaz, majd a kapott klinkerhez adott esetben még szokásos összetételű cementet, illetve klinkert, például célszerűen legfeljebb 75 súly% mennyiségben, előnyösen 20—30 súly% mennyiségben portlandcementet, valamint adott esetben anhidrát-, félhidrát- és/vagy dihidrátgipszet hozzáőrlünk vagy őrölt formában hozzáadunk. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a 11 CaO -7A12 0 3 • • CaX2 összetételű komponenst tartalmazó klinkerhez őrlése előtt, alatt és/vagy után — amely őrlést a cementiparban szokásos alkalmazott malmokban, előnyösen csőmalomban végezzük — hozzáőrlünk vagy a már őrölt klinkerhez hozzákeverünk legalább egy, kalciumionokat megkötő adalékanyagot, éspedig őrölt vulkáni hamut, őrölt tufát, vulkáni tufát, Moler-földet, gaizét, diatómaföldet, Santorin-földet, kovaföldet, tripelt, égetett aprított agyagot, égetett aprított palakövet, darabos égetett olajpalát vagy pernyét — ezek az anyagok a természetes, illetve mesterséges puzzolánok csoportjába tartoznak —, továbbá nátrium-fluoridot, adott esetben finomra aprított kohósalakot, nátrium-hidroxidot, nátrium-karbonátot, hidrogén-fluoridot, kriolitot, a nátrium vagy kálium valamilyen aluminátját, aluminoszulfátját, borátját, kloridját, foszfátját vagy nitrátját, továbbá a nátrium, a kálium vagy a magnézium valamilyen szilikofluoridját, nátrium-hidrogén-karbonátot vagy vízüveget, mimellett a természetes és mesterséges puzzolánok csoportjába tartozó adalékanyagok és az adott esetben finomra aprított kohósalak összmennyiségét legfeljebb 50 súly%-ra és a felsorolt többi adalékanyag mennyiségét legfeljebb 10 súly%-ra állítjuk be. A találmány értelmében felhasználható adalékanyagok lehetővé teszik, hogy gipszkomponensként anhidrát-, dihidrát- és félhidrátgipsz keverékét használjuk, ahol ezen keverék összetétele széles határok között változhat. Használható továbbá — mint a szokásos portlandcementeknél — csak dihidrátgipsz. A 11 CaO • 7 A12 0 3 • 2
