181322. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bór és halogéntartalmú portland- típusú cementek előállítására
5 181322 6 a’-C2S képzése és stabilizálása előnyösen in situ, a klinker-képződése során végbemenő kémiai reakcióban történik. A nyers keverék mésztartalma - amint ezt Slater és Hamilton a 3 861 928 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetik — előnyösen a potenciális klinker-vegyületek teljes képződéséhez szükséges elméleti mennyiségen túl körülbelül 0,5% felesleg legyen. A nyers keverék ilyen „mésszel való telítését” úgy kell szabályozni, hogy a klinker szabad mésztartalma ne haladja meg a körülbelül 2%-ot, hogy ezzel elkerüljük a kapott cement túlságos expanzióját. A találmány szerinti nyers keverékből képezett és legalább körülbelül 4000 cm2/g (Blaine) finomságra őrölt cement-klinker azután olyan cement-összetételt ad, amely kielégítő kötési jellemzők mellett nagy kezdeti és közbenső állapotbeli szilárdságot mutat, teljesen kötött állapotbeli szilárdsága pedig megegyezik a rendes bórtartalmú Portland-típusú cementekével. A találmány szerinti cementeknek az ASTM C—109 amerikai szabvány szerint, habarcs-kockán 3 nap és 7 nap után mért rendkívül nagy és a különböző mintáknál nem ingadozó szilárdsága az eddigi laboratóriumi vizsgálatok szerint többek között arra vezethető vissza, hogy a C3S hidratációja nagy sebességgel megy végbe. Bár ez a tényező egymagában nem jelentős, minthogy bármely CaS-tartalmú cementet a gyors C3S-hidratáció jellemez, a találmány szerinti bór-halogén-tartalmú cementekben feltételezhető, hogy a C3S „magképző” és stabilizáló szerként hat az a’-C2S hidratációja során is. Feltehető továbbá, hogy a találmány szerinti cementek nagy kezdeti és közbenső állapotbeli szilárdsága, különösen a találmány oly kiviteli alakja esetében, amikor a C3S és a’-C2S képzése in situ történik, egyrészt az egyedi C3S és a’-C2S vegyületek saját szilárdság-biztosító hatásából, másrészt az említett kétféle vegyület kölcsönhatásán alapuló szinergetikus hatásból adódó kumulatív hatást képvisel. Az a feltételezés, hogy a találmány ilyen kiviteli alakja esetében szinergetikus hatások nyilvánulnak meg, azokon az eredményeken alapul, amelyek a C3S és a'-C2S kémiai reakció útján történő kialakításának előnyeit bizonyítják a különböző forrásokból származó két vegyület fizikai összekeverésével szemben. Ebben a tekintetben azt találtuk, hogy ha tiszta C3S-t keverünk be az ismert Slater és Hamilton-féle bórtartalmú klinkerbe annak megőrlése után, akkor az így kapott minták közbenső állapotbeli szilárdsága 3 nap után körülbelül 290kg/cm , 7 nap után 380 kg/cm2, a teljesen kötött állapotbeli szilárdság pedig körülbelül 490kgjcm2 ; ezeknek az értékeknek a korábbi Slater és Hamilton-féle bórtartalmú cementekkel és az e találmány szerinti, in situ képezett C3S-t és a’-C2S-t tartalmazó cementek megfelelő szilárdsági értékeivel való összehasonlítását az alább közölt I. és II. táblázat tartalmazza. A találmány szerinti Portland-típusú cementek nyers alap-keverékét a szokásos módszerekkel készítjük. Az ismert porítási eljárással egy oly nyers keveréket képezünk, amely mész jellegű és agyag jellegű ásványokból áll és kalcium-oxidot, szilícium-dioxidot, alumínium-oxidot és vas-oxidot tartalmaz. Kalcium-oxid mészkő alakjában vihető a keverékbe. A szilícium-dioxidot homok alakjában alkalmazzuk. Aluminium-oxid-forrásként agyag vagy agyagpala alkalmazható. A vasoxidot az acélművekben melléktermékként keletkező reve, a kénsavgyártás melléktermékeként kapott piritpörk vagy vasérc szolgáltathatja. Vasoxid van rendszerint jelen a szilícium-dioxid és alumínium-oxid forrásaként alkalmazott ásványi nyersanyagokban is. Ezeket a nyersanyagokat megfelelő mennyiségi arányokban úgy keverjük Össze, hogy biztosítsuk ezzel a kívánt tulajdonságú Portland-típusú cementek gyártásához az ipari gyakorlatban jól ismert módon szükséges oxid-arányokat, A nyers keverékhez a találmány értelmében a klinkerezés előtt, az előkészítő műveletek bármely szakaszában bróm- és halogéntartalmú mineralizálószereket adunk. Bórtartalmú mineralizálószerként- az idézett 3 861 928 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás tanításának megfelelően - előnyösen valamely borátot alkalmazunk, olyan mennyiségben, amely elegendő ahhoz, hogy a cementben 1 mól B203-ra 5 mól CaO legyen jelen. A halogéntartalmú komponenst oly mennyiségben adjuk a keverékhez, amennyi elegendő egy körülbelül legalább 0,5%, de előnyösen legfeljebb 2,0% halogéntartalomnak a klinkerben való eléréséhez. A bór illetőleg halogéntartalmú mineralizálószereket bensőén összekeverjük a porított nyers keverékkel, vagy pedig már a kezdeti nyersanyag-őrlési művelet során adhatjuk hozzá. Minden esetben a klinkerező kemencébe már a megőrölt borát- és halogéntartalmú mineralizálószereket tartalmazó keveréket tápláljuk be. A kapott künkért azután, gipsz és más kívánt adalékok, például szilárdsági akcelerátörok és víztartalom-csökkentők hozzáadásával, legalább 4000 cm2|g (Blaine), de előnyösen legfeljebb 6000 cm2lg (Blaine) finomságra őröljük a kész cement előállítása céljából. Bórtartalmú komponensként előnyösen bór-oxidot (B203) alkalmazunk, de alkalmazható más megfelelő bórtartalmú anyagok, mint kolemenit, ulexit, borax vagy más szerves vagy szervetlen jellegű bórtartalmú anyag is. A bórtartalmú anyagnak bór-oxidra (B203) számított mennyisége a klinkerben előnyösen legalább 1%, de előnyösen ne haladja meg a körülbelül 2,5%-ot. Halogéntartalmú komponensként előnyösen kalcium-fluorid vagy kalcium-klorid alkalmazható. Felhasználható azonban erre a célra bármilyen más olyan halogéntartalmú anyag, amely összefér a cementtel és annak alkotórészeivel, így például egyéb kalcium-, nátrium-, kálium- és magnézium-halogenidek és -sziliko-halogenidek. Az alábbi I. táblázatban a találmány szerinti, borátot és kalcium-fluoridot tartalmazó A, B és C mintákat szilárdság és finomság szempontjából 4 különböző, kizárólag vagy túlnyomó részt a'-C2S-t tartalmazó (az idézett Slater és Hamilton-féle szabadalomban leírt összetételű bórtartalmú cementtel — D, E, F és G minták — hasonlítottuk össze. Az 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
