171518. lajstromszámú szabadalom • Eljárás különböző mértékben tűzálló cementféleségek előállítására
3 171518 4 normál kötésű portlandcementnek, szilárdulás közben jelentős hőt fejlesztenek és a portlandcementnél lényegesen gyorsabban szilárdulnak [Talabér: Cementipari kézikönyv, (1966)]. Az aluminátcement hátrányos tulajdonsága, hogy mésszel, vagy portlandcementtel keverve gyorskötővé válik, kötés és szilárdulás közben jelentős hőt fejleszt és a már kialakult nagy szilárdságot különböző külső tényezők, elsősorban nedves meleg hatására fokozatosan, a körülményeknek megfelelő sebességgel elveszíti. Ezért építési célokra csak igen korlátozottan alkalmazható. Az aluminát cementek előnyös tulajdonsága viszont, hogy ellentétben a portlandcementtel, tűzálló beton készítésére is felhasználhatók. A tűzálló cement az 1720 C° -on olvadó kalcium-dialuminátból (21,5% CaO, 78,5% A120 3 ) és az 1600C°-on olvadó monokalcium-aluminátból (35,5% CaO, 64,5% AI2O3) áll [Dolezsai-Pauka: Cementgyártás, (1964) P. 254.)]. Ha az aluminátcementből betont készítünk és azt hevíteni kezdjük, a kalciumaluminátok először hidraulikusan kötnek. Ezután végbemegy a kalciumaluminátok dehidratációja, aminek jellemzője, hogy a hidrát víz távozása közben a kialakult kristályszerkezet nem változik meg lényegesen. Ezt a kalciumaluminátok réteges szerkezete teszi lehetővé. [Kravcsenko: Glinozemisztij cement, (1961), Lehmann-Mitusch: Feuerfester Beton aus Tonerde Schmelzzement, (1959).] Ezt követően magas hőmérsékleten kialakul a keramikus kötés, ami lehűtéskor nem változik. A normál aluminát cement vasoxid és kovasav tartalma következtében már a portlandcement olvadási hőmérséklete alatt 1200-1300 C°-on meglágyul és megolvad, a két komponens olvadáspont csökkentő hatással bír. Ha azonban igen kis vas-oxid és kovasav tartalmú aluminátcementet készítenek, ezzel valódi tűzálló cementet lehet előállítani. Lényegében kétféle szabványos tűzálló aluminátcement van forgalomban (MSZ 4702/9.) éspedig a 60% feletti A12 0 3 tartalmú „aluminátcement II" és a 70% feletti A120 3 tartalmú „aluminátcement III". Az előbbi tűzállósága 158 PK, vagyis 1580 C°, az utóbbié 167 PK, vagyis 1670 C°. A 3 napos korra előírt nyomószilárdság az előbbinél 350 kp/cm2, az utóbbinál 250 kp/cm 2 . A kétféle aluminát cement szabványos alumíniumoxid tartalma (minimum) és egyéb oxid tartalma (maximum): Fe2 0 3 AI2O3 + FeO so3 MgO Si02 Aluminátcement II 60 2,0 2,0 1,5 5,0 Aluminátcement III 70 1,0 2,0 1,0 1,5 A cementkémia szempontjából 4 fontos kalciumaluminát van: a CaO 2A12 0 3 , a CaO A1 2 0 3 , a 12CaO 7AI2O3, és a 3CaO A12 0 3 . Az ötödik aluminátot, a 3CaO 16Al2 0 3 -at eddig még nem tanulmányozták kellő részletességgel. Minden esetre oly mértékben mész-szegény, hogy jelenléte valószínűtlen a klinkerásványok és egyéb kötőanyagok 5 felépítésében. Az aluminátok és olvadékaik közti egyensúlyokat az állapot ábra mutatja (Kühl, i. mű, p. 109). Ebből látható, hogy két aluminát, a 12CaO 7A120 3 és a CaO A1 2 0 3 kongruensen olvadó 10 1455, illetve 1600C°-on, míg a 3CaO A12 0 3 és a CaO 2A12 0 3 inkongruensen olvad 1535 illetve 1765 C°-on. Az egyes kalciumaluminátok jellemzői a következők: 15 CaO 2A12 0 3 - 21,6% CaO, 78,4% A1 2 0 3 A tűzálló aluminátcementek előállításánál van szerepe. Lassan szilárdul. 20 CaO AI2O3 - 35,5% CaO, 64,5% A12 0 3 A nagy kezdőszilárdságú aluminátcementek fő komponense. 12CaO 7A12 0 3 - 48,5% CaO, 51,5% A1 2 0 3 Megfelel az amerikai kutatók 25 által 5CaO 3A12 0 3 -nak jelzett vegyületnek. Nagy kezdőszilárdsága van. 3CaO A12 0 3 - 62,3% CaO, 37,7% A1 2 0 3 A cement gyorskötését okozza. 30 3CaO I6AI2O3 - 9,35% CaO, 90,65% Al2 0 3 [Dolezsai: Az építési kötőanyagok technológiája I. (1967)1 35 A CaO-Al2 0 3 kettős rendszernél elmondottakból következik, hogy nagy kezdőszilárdsághoz, viszonylag nagy CaO tartalmú cementet kell gyártani, ahol az uralkodó ásvány a CaO AL-O3 és 12CaO 7A12 0 3 . A szennyező komponensek 40 annyiban zavarnak, hogy hasznos komponenseket szorítanak ki, illetve a Si02 -gehlenit képződés közben - hasznos Al2 0 3 ot köt le. Ha tűzálló beton készítéséhez akarunk cementet készíteni, nagytisztaságú komponensekből kell 45 kiindulni és mint az állapotábra mutatja, az összetételt a nagy A12 0 3 tartalom felé kell eltolni. Ugyanakkor a cement lényegesen veszít gyors szilárduló képességéből és nagy szi'írdságából. 50 Fentiekből alakul ki az aluminátcementek két nagy csoportja. 1. Az építészeti és különleges cementek előállítása céljára szolgáló normál aluminát cement vagy bauxitcement (mivel bauxitból állítják elő) 55 a maga nagy szilárdságával és szennyező anyagaival. (Aluminátcement I. MSZ 4702/9.) 2. A tűzálló betonok és habarcsok készítésére szolgáló tűzálló aluminátcement, vagy timföldcement, amelyet tiszta komponensekből, timföld-60 bői és mészkőből állítanak elő. (Aluminátcement II. és HL, MSZ 4702/9.) A tűzálló aluminátcementek ismertetett elveken való előállítási lehetőségét igazolja az 1. táblázat [Gitzen és társai: J. Am. Cer. Doc. 65 (1957) május]: 2
