196345. lajstromszámú szabadalom • Eljárás utószilárduló építőanyag előállítására
1 196 345 2 A találmány utószilárduló építőanyag előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik, amely eljárás során vizet, szemcsés adalékanyagot, cementet, valamint ferroszilícium-port keverünk össze, amely utóbbi mintegy 90 %-ának átlagos szemcseátmérője legalább egy nagyságrenddel kisebb, mint a cementpor átlagos szemcseátmérője, és a keveréket megszilárdulni hagyjuk. Amint ismeretes, utószilárduló építőanyagok, pl. könnyű- és nehézbetonok készítéséhez kötőanyagként túlnyomórészt cementet használnak. A cement gyártása meglehetősen nagy energiafelhasználással jár; kiszerelése, szállítása problematikus; a cementgyárak általában környezetszennyező gócoknak tekinthetők, úgyhogy a cementtel való takarékosságnak igen nagy a jelentősége. Az is ismeretes, hogy a fémszilíciumok gyártása során a kohóüzemekben ferroszilícium-por keletkezik, amely a porleválasztókban nagy mennyiségben gyűlik össze. Ez az anyag jelenleg környezetszennyező hulladék, amelynek elhelyezése tetemes költségkihatással jár, és komoly gondokat okoz. Felmerült az a gondolat, hogy a ferroszilícium-port cementkötésű utószilárduló anyagokba építsék be, ezáltal csökkentsék a tervezett minőségű végtermékhez egyébként szükséges cement mennyiségét, ugyanakkor hozzájáruljanak a környezetszennyezési probléma megoldásához. Ha ugyanis megfelelően kis átlagos szemcseméretű és meghatározott mennyiségű ferroszilíciumport is használnak a keverék készítéséhez, az egyrészt mintegy a cementpor vivőanyagaként funkcionálva a cementet az egyébként szükségesnél kevesebb vízzel is bejuttatja az adalékanyag-szemcsék közötti hézagokba, vagyis a Fe-Si-port és a cementet tartalmazó vizes zagy a hézagtérfogatot kevesebb víz felhasználásával is tökéletesebben tölti ki, és az adalékszemcsék felületének nedvesítése is jobban végbemegy, mint Fe-Si-port nem tartalmazó zagy esetében. Másrészt a fejTosziííciumpor csűsztatóanyagként is funkcionálva a betonkeveréket könnyebben bedolgozhatóvá teszi. A ferroszilícium-por azonban - kémiai összetételéből következően — kötéslassító anyag. Az ilyen anyag bekeverésével készült betonok csak mintegy 31-32 nap elteltével - vagyis 3-4 nappal később - érik el azt a szilárdsági értéket, amelyet egyébként 28 napos korukban érnének el. Ennek következtében a ferroszilíciumport tartalmazó betonok alkalmazásával készült építmények építési ideje kedvezőtlenül megnövekszik. A kötésidő megnövekedése még súlyosabb hátrányt jelent a vasbetonelem-eiőregyártó üzemekben, hiszen a költséges gyártóberendezések, sablonok és egyéb eszközök használati ciklusidejének meghosszabbodása jelentős termeléscsökkenést okoz. A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson utószilárduló cementkötésű építőanyagok, különösen betonok előállítására, amely lehetővé teszi a ferroszilícium-por betonkeverék-komponensként történő alkalmazását, ugyanakkor kiküszöböli annak kötéslassító hatását. A találmány alapja az a felismerés, hogy amennyiben a nyers betonkeverékhez a szokásos komponensek és ferroszilícium-por mellett még meghatározott szemcsefinomságú és összetételű kazánpernyét is adunk, maradéktalanul érvényesülnek a ferroszilícium-por által biztosított, fent részletezett előnyök, ugyanakkor a keverék kötési ideje azonos lesz a normál ferroszilíciumpor nélkül készült betonok kötési idejével, azaz az előírt szilárdság a 28 napos korban biztosítható. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során vizet, szemcsés adalékanyagot, cementet, valamint ferroszilícium-port keverünk össze, amely utóbbi mintegy 90 %-ának átlagos szemcseátmérője legalább egy nagyságrenddel kisebb, mint a cementpor átlagos szemcseátmérője, és a keveréket megszilárdulni hagyjuk. A találmánynak az a lényege, hogy a keverékhez a mindenkor adagolt cement mintegy 15-30 tömeg%-át kitevő mennyiségű ferroszilícium-port, kiegészítő kötőanyag-komponensként pedig a ferroszilícium-por mintegy 8—30 lömcg%-át kitevő mennyiségű kazánpernyét adunk, amely legalább 45 tömeg% Si02-t, 15-20 tömeg% Als()3-t, mintegy 7-15 tömeg% vas(Ill)oxidot, 8-10 tömeg% CaO-t, 2-3 tömeg% MgO-t, 2-3 tömeg%-ban alkálinkat és legfeljebb 3 tömeg% Sü3-t tartalmaz; átlagos szemcsemérete 0,00-0,25 mm között van, mimellett a teljes kazánpernye-mennyiség mintegy 50 %-át 0,063 mm-esnél kisebb méretű szemcsék teszik ki, és a mintegy 0,25 mm-es szemcsék a teljes kazánpernye-mennyiségnek legfeljebb mintegy 5 %-át tartalmazzák. Egy előnyös találmányi ismérv szerint a keverék készítésének első lépéseként ferroszilícium-port keverünk össze vízzel; az így kapott zagyhoz keverjük a cementport, majd a ferroszilícium-porból, cementből és vízből álló zagyhoz adjuk hozzá a kazánpernyét és a szemcsés adalékanyagot. Célszerű továbbá, ha a keverékhez olyan ferroszilícium-port adunk, amelynek mint egy 90 %-a 0-4 pm méretű szemcsékből, mintegy 10 %-a pedig 4-10 p.m méretű szemcsékből áll, amely utóbbiak közül a 4 pm-néi nagyobb szemcséket előnyösen egymáshoz tapadt, de vízben szétváló kisebb szemcsék alkotják. Végül előnyös, ha olyan összetételű ferroszilícium-port adunk a keverékhez, amelynek mintegy 85—93 tömeg%-a SiO; mintegy 7-15 tömeg%-a vas(HI)oxid, alkáliföldfémek és alumíniumoxid, és amely legalább nyomokban magnéziumoxidot is tartalmaz. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán ismertetjük részletesen. /. példa Mintegy 20 kg/cm2 nyomószilárdságú, valamint / = 0,6 v/m2 K-nál kisebb hővezetési tényezőjű könnyűbetont készítünk. 1 m3 könnyűbeton-keverék előállításához az első lépésben 430 liter vizet 30 kg FeSi- (ferroszilícium-) porral keverünk el ügy, hogy homogén keveréket kapjunk. A FeSi-por árigos szemcseátmérője 3-4 mikrométer között van; a szemcsék 90 %-át 0—4 mikrométer méretű, 10 %-át pedig 4-10 mikrométer méretű szemcsék alkotják, de ez utóbbi frakció 4 mikrométert meghaladó méretű szemcséi is a vízzel való összekeverést követően kisebb méretű szemcsékké esnek szét. A kapott homogén, híg zagyhoz 160 kg cementet, továbbá - lassú keverés közben - 200 kg duzzasztott perlitet (a betontechnikában jól ismert adalékanyag) és 30 kg kazánpernyét adunk. A kazánpernye összetétele a következő: 54 íörneg% Si02; 18 tömeg% Al203; 12 tömeg% vas(HI)oxid; 9 tömeg% CaO; 3 tömeg% 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
