Спосіб і добавка для підвищення міцності на ранніх стадіях твердіння

Реферат: Винахід належить до способу прискорення твердіння гідравлічних або латентно-гідравлічних зв'язувальних засобів, причому до зв'язувального засобу додають тернезит і алюмінієвий компонент, а також до добавки для збільшення міцності на ранніх стадіях твердіння для гідравлічних або латентно-гідравлічних зв'язувальних засобів, що містить тернезит і не реактивний гідравлічно алюмінієвий компонент, і до застосування добавки, що містить тернезит і алюмінієвий компонент, для прискорення твердіння гідравлічних або латентно-гідравлічних зв'язувальних засобів. UA 110991 C2 (12) UA 110991 C2 UA 110991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується способу підвищення міцності на ранніх стадіях твердіння, в якому тернезит у комбінації з алюмінієвим компонентом прискорює твердіння гідравлічних та/або латентно-гідравлічних зв'язувальних засобів, а також добавки, яка збільшує міцність на ранніх стадіях твердіння, що містить тернезит і алюмінієвий компонент. Цемент чи гідравлічний зв'язувальний засіб є широко застосовуваними будівельними матеріалами. Важливим критерієм є міцність на ранніх стадіях твердіння. Час, протягом якого гідравлічна реакція прогресує настільки, що міцність цементу проявляється або може бути виміряна, залежить від самого цементу, відповідних добавок і оточуючих умов. Існують цементи, які самі дуже швидко твердіють (наприклад кальцій-сульфоалюмінатний цемент), і такі, міцність яких на ранніх стадіях твердіння є низькою (наприклад шлакопортландцементи). Застосування добавок, таких як, з однієї сторони, прискорювачів твердіння, а з іншої сторони – уповільнювачів чи флюсів, дозволяє встановлювати міцність на ранніх стадіях твердіння і момент початку твердіння у досить широких межах. Проте, застосування добавок не завжди є безпроблемним. Оточуючі умови, зокрема температура, також мають значення. Чим вище температура оточення, тим швидше зазвичай відбувається твердіння конкретної системи зв'язувальних засобів. Попри велику кількість корисних пропозицій, регулювання міцності на ранніх стадіях твердіння залишається задачею; фахівці постійно шукають інших можливостей для її вирішення. Рівень техніки У публікації EP 1 171 398 B1 (DE 600 29 779 T2) описане спікання специфічних/вибраних, майже виключно природних сировинних матеріалів, а також принаймні одного джерела CaF 2 при температурі від 900 до 1200 °C для одержання в печі спеціальних клінкерів із високою концентрацією кристала X = {(C, K, N, M)4(A, F, Mn, P, T, S)3(CI, $)} та кристала Y = {(C2S)3(C$)3Ca(f, Cl)2} [мінерал із групи елестадитів] та/або кристала Z = {C 5S2$}. Ці клінкери змішують із гідравлічним цементом або цементом типу портланд для виробництва готових цементних сумішей, причому вміст кристала X становить від 15 до 75 мас. % спеціального клінкеру і принаймні 5 мас. % готової суміші зв'язувальних засобів. Неочікувано було виявлено, що від значної частини до всієї кількості фази C5S2$, далі називаної тернезитом, при комбінуванні з алюмінієвим компонентом вступає в реакцію вже протягом часу гідратації, починаючи від перших годин до кількох діб, залежно від форми і кількості реакційноздатного алюмінію і можливо застосовуваних носіїв сульфатів і суттєво впливає на фазовий склад гідравлічних зразків. Тому задачу винаходу вирішено в способі регулювання міцності гідравлічних і латентногідравлічних зв'язувальних засобів на ранніх стадіях твердіння, в якому для підвищення міцності на ранніх стадіях твердіння до зв'язувального засобу додають суміш тернезиту і алюмінієвого компонента. Крім цього, задачу вирішено в добавці, яка збільшує міцність на ранніх стадіях твердіння, що містить тернезит і алюмінієвий компонент. Алюмінієвими компонентами є речовини, що характеризуються високою розчинністю та/або реактивністю, такі як, наприклад, розчинні алюмінати лужних/лужноземельних металів і солі алюмінію (наприклад Na2Al2O4, K2Al2O4, нітрат, ацетат, хлорид, форміат, сульфат алюмінію тощо), реактивний та/або аморфний гідроксид алюмінію, оксид-гідроксиди алюмінію, штучні та природні пуцолани (наприклад метакаолін) або їх комбінації. Проте, алюмінієвий компонент окремо не обов'язково проявляє гідравлічні або латентно-гідравлічні властивості. Алюмінієвий компонент можна перемелювати разом із тернезитом або додавати в формі водної суспензії та/або в формі, наприклад, стабілізованого водного розчину/суспензії із різними кислотами та/або з полімерами, що може містити як додатковий компонент колоїдний нанодіоксид кремнію/кремнезем. Алюмінієвий компонент можна додавати також до води для одержання будівельного розчину, наприклад в процесі одержання бетону або незадовго до застосування зв'язувального засобу. Застосовують наведені далі традиційні для цементної промисловості скорочення: H=H 2O, C=CaO, A=Al2O3, F=Fe2O3, M=MgO, S=SiO2 та $ = SO3. Для спрощення наведеного далі опису сполуки наведені переважно в їх чистій формі без точного зазначення рядів сумішей/заміщення сторонніми іонами тощо, які традиційно використовують у технічних та промислових матеріалах. Для кожного фахівця є самозрозумілим, що склад фаз, які вказані в цьому винаході, залежно від хімізму перемеленої сировини і способу одержання можна варіювати шляхом заміщення різними сторонніми іонами, причому такі сполуки також охоплені обсягом правової охорони винаходу і мають бути включені до переліку чистих фаз/сполук. 1 UA 110991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фази, такі як, наприклад, C5S2$, вказують переважно у стехіометричному співвідношенні, проте, точний склад може відхилятися/змінюватися. Крім цього, в кристалічну структуру фази можуть бути вбудовані різні сторонні іони із групи, що включає галогени, неметали, лужні та лужноземельні метали, а також представників перехідних і напівметалів та металів. Усі вони є придатними до застосування у відповідному винаходові клінкері. Переважно в структуру C5S2$ вбудований, наприклад, фосфат, фторид, нітрат або хлорид, а також натрій і калій, внаслідок чого забезпечується її стабілізація (наприклад, при вищих температурах понад 1200 °C) та/або прискорюється процес її утворення, причому ці матеріали далі об'єднані поняттям "мінералізатори". Мінералізаторами є такі матеріали, що діють як флюси та/або знижують температуру, необхідну для утворення розплаву, та/або такі, що сприяють утворенню клінкерного зв'язку, наприклад, внаслідок утворення змішаних кристалів та/або стабілізації фаз. У рамках винаходу клінкер означає спечений продукт, який одержують шляхом випалювання суміші перемелених сировинних матеріалів при підвищеній температурі, що містить принаймні одну гідравлічно реактивну фазу. Цементом називають клінкер, перемелений із додаванням або без додавання інших компонентів. Зв'язувальним засобом або сумішшю зв'язувальних засобів називають вміщуючу цемент і в типовому випадку, але не обов'язково, додаткові тонко перемелені компоненти, гідравлічно твердіючу суміш, яку використовують після додавання води, в разі потреби добавок і подрібнених гірничих порід. Клінкер може вже містити всі необхідні чи бажані фази і після перемелювання для одержання цементу може бути безпосередньо використаний як зв'язувальний засіб. Часто композицію зв'язувального засобу одержують шляхом змішування двох чи кількох клінкерів та/або цементів, причому змішування здійснюють вже до (або під час) перемелювання та/або в перемеленому стані, та/або в процесі одержання зв'язувального засобу. Також до цементу та/або зв'язувального засобу зазвичай додають добавки і додаткові засоби. Якщо момент змішування однозначно не вказаний, наведений далі опис стосується зв'язувальних засобів (і цементів), які в цьому зв'язку не обмежені. Якщо не зазначено інше, "реактивний" стосується гідравлічної реактивності. Реактивними сполуками алюмінію є, зокрема, речовини, які вивільняють алюміній після додавання води для здійснення реакції. Переважними є розчинні алюмінати лужних/лужноземельних металів, солі алюмінію (наприклад Na2Al2O4, K2Al2O4, нітрат, ацетат, хлорид, форміат, сульфат алюмінію тощо), аморфні та/або реактивні гідроксиди алюмінію. Досі тернезит (називаний також сульфоспуритом, сульфатспуритом або сульфосилікатом кальцію) описували як нереактивний чи інертний і небажаний (див., наприклад, публікації "Synthesis of Calcium Sulfoaluminate Cements From Al2O3-Rich By-products from Aluminium Manufacture", Milena Marroccoli et al., The second international conference on sustainable construction materials and technologies 2010, "Synthesis of Special Cements from Mixtures Containing Fluidized Bed Combustion Waste, Calcium Carbonate and Various Sources of Alumina", Belz et al, 28th Meeting of the Italian Section of The Combustion Institute 2005, "Fluidized Bed Combustion Waste as a Raw Mix Component for the Manufacture of Calcium Sulphoaluminate Cements", Belz G et al, 29th Meeting of the Italian Section of The Combustion Institute, 2006 і "The Fabrication of Value Added Cement Products from Circulating Fluidized Bed Combustion Ash", Jewell R.B et al, World of Coal Ash (WOCA) Covington, Kentucky, USA, 2007). Крім цього, часто описують методи уникнення цієї "небажаної фази". Проте, завдяки застосуванню відповідної винаходові комбінації з алюмінієвим компонентом перетворення відбувається на ранніх стадіях. Алюмінієвий компонент має вивільняти достатню кількість алюмінію у водну фазу, в якій відбувається гідравлічна реакція. Тому придатними до застосування є або водорозчинні сполуки алюмінію, або такі, які, хоча і дозволяють досягти лише невеликої концентрації, але забезпечують дуже швидкий перехід її в розчин. Тобто, метою є не забезпечення великої концентрації алюмінію, а збереження достатньої концентрації, яка може бути і невеликою, протягом тривалого часу. Для досягнення цієї мети можна використовувати як високорозчинні сполуки, так і сполуки з низькою розчинністю, які, проте, розчиняються дуже швидко, завдяки чому забезпечується постачання алюмінію в тому обсязі, який відповідає обсягу його перетворення. C5S2$ або клінкер із великим вмістом тернезиту може бути одержаний шляхом спікання сировинних матеріалів, що забезпечують достатню кількість CaO, SiO 2 та SO3. Придатними до цього є, з однієї сторони, чисті чи в основному чисті сировинні матеріали, такі як карбонат або оксид кальцію, кварцове борошно або мікрокремнезем і сульфат кальцію. З іншої сторони, як сировинні матеріали у відповідних комбінаціях можуть бути використані численні природні, а також промислові матеріали, такі як, наприклад, але не виключно, вапняк, доломіт, боксит, 2 UA 110991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 глина/аргиліт, кальцинована глина (наприклад метакаолін), базальт, періодит, дуніт, ігнімбрит, карбонатит, золи/шлаки/гранульовані доменні шлаки вищої та низької якості (мінералогія/вміст скла, реактивність тощо), різні відвальні матеріали, червоні та коричневі шлами, природні носії сульфатів, шлами із процесів десульфуризації, фосфогіпс, гіпс, одержаний в процесі десульфуризації димових газів, титаногіпс, фторогіпс тощо. Обсяг правової охорони винаходу охоплює також речовини/групи речовин, найменування яких окремо не вказані, що відповідають мінімальним хімічним вимогам як потенційні сировинні матеріали. Сировинні матеріали можуть, але не обов'язково мають бути піддані попередній обробці. Тернезит або клінкер із великим вмістом тернезиту може бути одержаний у промисловому масштабі на одній стадії шляхом спікання гомогенізованих тонкодисперсних сировинних матеріалів в обертовій трубчатій печі при температурі принаймні 900 °C, в типовому випадку від 1000 °C до 1300 °C, зокрема від 1050 °C°C до 1200 °C і ще більш переважно від 1100 °C до 1350 °C. Зазвичай достатня кількість тернезиту утворюється протягом часу від 10 до 240 хвилин, переважно від 30 до 90 хвилин. Одержаний таким чином клінкер є дуже пористим та легко піддається перемелюванню, а реактивність клінкеру можна цілеспрямовано регулювати чи оптимізувати, наприклад, шляхом збільшення вмісту α C2S залежно від відповідних вимог до зв'язувального засобу. Цього можна досягти також шляхом додавання мінералізаторів до перемеленої сировини, причому частина, до переважної частини, дикальційсилікату перебуває в формі α поліморфу C 2S та/або змішаних кристалів чи легованого "α" C2S, наприклад у присутності P2O5 в формі фосфосилікату кальцію [Ca2SiO4·0,05Ca3(PO4)2]. Забезпечується сприяння чи ініціалізація процесу утворення рідкої фази розплаву (наприклад рідкої фази розплаву силікату кальцію в системі CaO – SiO2 – CaSO4 – ± мінералізатор або в системі CaO – Al2O3(Fe2O3) – SiO2 – CaSO4 – ± мінералізатор). Іншою перевагою є можливість цілеспрямованого досягнення більшого вмісту магнію/периклазу (понад 2 мас. %) у клінкері шляхом встановлення нижчої температури випалювання (< 1100 °C). Периклаз може перебувати в реактивній формі та впливати на процес формування міцності/гідратацію. Неочікувано було виявлено, що швидкість нагрівання, а також застосування мінералізаторів (наприклад Ca3P2O8, CaF2, Na2CO3, K2CO3, FeCl3, MgCl2) справляє суттєвий вплив на склад клінкеру та кількість і вміст реактивних фаз. Висока швидкість нагрівання (встановлюють бажану цільову температуру печі, тобто перемелену сировину безпосередньо спікають при відповідній температурі) стабілізує C5S2$ також при ще вищій температурі, так само як застосування мінералізаторів. При нижчій швидкості нагрівання поряд із тернезитом відбувається посилене утворення поліморфів α C2S, а також змішаних кристалів α C2S і мінералізатора. Процесом утворення рідкої фази розплаву можна цілеспрямовано керувати шляхом вибору швидкості нагрівання, максимальної температури випалювання, швидкості охолодження та/або додавання мінералізаторів. Було виявлено, що переважним способом одержання тернезиту є двостадійний спосіб, в якому, наприклад, застосовують сировинні матеріали з високим вмістом кристалічних високотемпературних фаз. При цьому спікання та випалювання суміші перемелених сировинних матеріалів здійснюють на першій стадії при температурі від понад 1200 °C до 1350 °C, переважно від 1250 °C до 1300 °C, причому відбувається розклад/перетворення небажаних кристалічних високотемпературних фаз (наприклад C2AS, C2F тощо) та утворення фаз із позитивними властивостями/бажаними параметрами (наприклад C 4(AxFe1-x)3$, причому x становить від 0,1 до 1, переважно від 0,8 до 0,95). Зазвичай тривалість спікання при температурі понад 1200 °C становить від 10 до 240 хвилин, переважно від 30 до 90 хвилин. Проте, зі спіканням при температурі нижче ніж 1200 °C пов'язаний суттєвий недолік. Зазвичай бажана фаза C5S2$, якщо кількість мінералізаторів не є достатньою для стабілізації фази при вищій температурі, або швидкість нагрівання є недостатньо високою, починаючи з температури понад ± 1180 °C є нестабільною ("Ternesite, Ca5(SiO4)2SO4, a new mineral from Ettringer Bellerberg/Eifel Germany" Irran et al. 1997, Mineralogy and Petrology, том 60, "Phase compatibility in the system CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-SO3 referred to sulphoaluminate belite cement clinker" Sahu & Majling 1993, CCR том 23, "Phase changes in the system CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3MgO-CaSO4-K2SO4 in air up to 1300 °C referred to sulphoaluminate cement clinker" Kapralik & Hanic 1986, Br. Ceram. Trans. J. том 85) і розкладається на C 2S та C$. Тому згідно з винаходом спікання при температурі понад 1200 °C комбінують із цілеспрямованим, уповільненим порівняно зі звичайною тривалістю охолодженням клінкеру в діапазоні від 1200 °C до 750 °C для цілеспрямованого утворення C5S2$. Тому одержаний на першій стадії проміжний продукт для клінкеру цілеспрямовано піддають термообробці в печі та/або в системі охолодження, причому його піддають дії температури в 3 UA 110991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 діапазоні від 1200 °C до 750 °C, переважно від 1150 °C до 850 °C, і зокрема від 1180 °C до 1050 °C, протягом часу, який є достатнім для утворення бажаної кількості C 5S2$. Одночасно піддають перетворенню певну кількість алюмінатних і феритних фаз та залишки кристалічних високотемпературних фаз сировинних матеріалів із наявним C$, одержуючи додаткову кількість C4(AxF(1-x))3$ та C5S2$. Проміжний продукт для клінкеру має бути підданий дії температури від 1200 °C до 1050 °C протягом часу від 10 до 180 хвилин, переважно від 25 до 120 хвилин і ще більш переважно від 20 до 90 хвилин. В процесі охолодження клінкер може перебувати під дією температури в діапазоні від 1050 °C до 750 °C, переважно від 1050 °C до 850 °C протягом часу від 5 до 120 хвилин, переважно від 10 до 60 хвилин. Насамкінець клінкер швидко охолоджують відомим методом для запобігання подальшим фазовим перетворенням. При випалюванні при температурі понад 1200 °C знову розкладаються наявні або утворювані небажані фази, такі як, наприклад, із групи меліліту. Температура близько 1250 °C є оптимальною також для утворення високореактивної фази C4(AxF(1-x))3$. По-перше, ця фаза є джерелом алюмінію, що може активізувати C5S2$, завдяки чому немає потреби, або існує леше невелика потреба в одержанні додаткового алюмінієвого компонента від зовнішнього джерела. По-друге, саме при застосуванні промислових побічних продуктів, таких як, наприклад, золи і шлаки, а також, наприклад, вміщуючих глину матеріалів, як компонент суміші перемелених сировинних матеріалів у разі необхідності вводять значну кількість Al 2O3, яка завдяки цьому методу може бути найдоцільніше використана з економічної та екологічної точки зору. В процесі термообробки на другій стадії забезпечується утворення достатньої кількості тернезиту. Завдяки цілеспрямованому регулюванню температури проміжний продукт для клінкеру протягом часу, який є достатнім для утворення тернезиту, в процесі термообробки піддають дії температури в діапазоні від 1200 °C до нижнього порогу 750 °C, переважно в діапазоні від 1150 до 850 °C, і лише потім швидко охолоджують. Окрім цього, було виявлено, що різні алюмінатні та феритні фази, а також залишки кристалічних високотемпературних фаз сировинних матеріалів, таких як, наприклад, але не виключно, C4AF, C2F, CF, CA2, A3S2, C2AS тощо, в процесі регульованого процесу охолодження при термообробці реагують із наявним C$ і сприяють збільшенню кількості бажаних реактивних фаз C 5S2$ та C4(AxF(1-x))3$. Коли фазу C4(AxF(1-x))3$ (утворену при температурі понад 1200 °C) цілеспрямовано піддають дії температури від 1150 °C до 1050 °C, внаслідок витрачання/перетворення, наприклад, C4AF, C2F, CF, збагачується залізом, що піддається вимірюванню, і її кількість збільшується. Залізо, що входить до складу суміші перемелених сировинних матеріалів, вбудовується у фазу C2AF і переважно в фазу C4A3$. Вбудовування сторонніх іонів може спричинити підвищення швидкості утворення фази в гарячій зоні, що, в свою чергу, потенційно може зменшити необхідну тривалість перебування матеріалу в цій зоні та/або зумовити кількісне збільшення фази. Позначення Al2O3(Fe2O3), так само як і в записі С4(AxF1-x)3$ для фази клінкеру, означає, що алюміній частково може бути заміщений залізом, тобто x означає число від 0,1 до 1,0, переважно від 0,8 до 0,95. Зазвичай алюміній містить в основному невеликі домішки заліза, проте, в рамках винаходу можливим є застосування матеріалів зі значним вмістом заліза навіть до переважного вмісту заліза. Підтвердженням вбудовування заліза є кількісне зменшення збагачених залізом фаз (наприклад Fe3O4, C2F та C4AF), збільшення фази C4A3$ чи C4(AxFe(1-x))3$, а також збільшення інтенсивності піків та параметру решітки c (Å) [сингонія: ромбічна] від 9,1610 [номер PDF: 01085-2210, Tetracalcium hexaaluminate sulfate (VI) - Ca4 (Al6O12)(SO4), ICSD Collection Kode: 080361, сalculated from ICSD using POWD-12++, (1997), структура: Calos, N.J., Kennard, C.H.L., Whittaker, A.K., Davis, R.L., J. Solid State Chem., 119, 1, (1995)] через 9,1784 [номер PDF: 00-0510162, Calcium Aluminum Iron Oxide Sulfate-Ca4((Al0.95Fe0.05))6O12(SO4), код ICSD: -, первинне посилання: Schmidt, R., Pöllmann, H., Університет ім. Мартіна Лютера, Галле, Німеччина, ICDD Grant-in-Aid, (1999)] до значень понад 9,2000. Перевірку на можливе утворення змішаних кристалів також можна здійснювати шляхом визначення факторів заповнення при уточненні структури методом Рітвельда (Rietveld) на підставі часткового або змішаного заповнення окремих позицій в атомних шарах. Іншим виключно якісним індикатором є почасти чітка зміна кольору клінкеру. Зокрема, колір клінкеру змінюється від каштанового/охристого кольору через зеленувато-коричневий до світлого сірого тону. Тернезит перебуває також у формі мінералу, проте, родовища, з яких його можна було б видобувати у достатній кількості та достатньої чистоти, невідомі, тому використання "природного" тернезиту, хоча і є можливим, але на практиці виявляється неекономічним. Згідно з винаходом перевагу слід надавати одержанню тернезиту шляхом спікання придатних до цього сировинних матеріалів. 4 UA 110991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сировинні матеріали для одержання відповідного винаходові тернезитного клінкеру перемелюють відомим чином до одержання звичайної тонкості помелу. Особливо придатними 2 до застосування є сировинні матеріали, тонкість помелу яких становить від 2000 до 10000 см /г, 2 2 переважно в діапазоні від 3000 до 6000 см /г і особливо переважно від 4000 до 5000 см /г. Тонкість помелу залежить насамперед від виду і складу використовуваної сировини, процесу випалювання (температури, тривалості перебування в зоні спікання тощо), а також бажаних параметрів зв'язувального засобу і наявних у розпорядженні технічних можливостей. Якщо необхідно одержати якомога чистий C5S2$, вибирають такі сировинні матеріали, які поряд із джерелами CaO, SiO2 та SO3 не містять або містять дуже малу кількість інших компонентів. У результаті перетворення карбонату кальцію із застосуванням кварцового борошна і сульфату кальцію в діапазоні температур від 900 до 1200 °C, переважно від 1050 до 1150 °C, одержують C5S2$ чистотою понад 99 %. При температурі понад 1200 °C слід враховувати додавання мінералізаторів. Проте, переважним для одержання C5S2$ є те, щоб вміст економічних і екологічно безпечних сировинних матеріалів був якомога вищим. "Екологічно безпечний" при цьому означає якомога менші енерговитрати та/або заощадження природної сировини і високоцінних відходів та побічних продуктів. У патенті EP 1 171 398 B1 застосування таких матеріалів як компонента суміші перемелених сировинних матеріалів не описане. У результаті перетворення близько 25 % леткої золи FA1 (див. Приклади 2 та 3) із застосуванням близько 45 % вапняку K1, близько 8 % кварцу (продукт фірми Merck, ч.д.а.) і близько 20 % MicroA (природного ангідриту) одержували клінкер, що містив C 5S2$ у кількості понад 70 %, а при перетворенні близько 8 % метакаоліну, близько 58 % K1, близько 23 % Micro A та близько 10 % SiO2 одержували продукт чистотою понад 80 %. Залежно від складу сировинних матеріалів, зокрема внаслідок присутності мінералізаторів, придатним до застосування може бути одностадійний спосіб одержання тернезитного клінкеру, також при вищих температурах, наприклад до 1300 °C, наприклад, якщо одержують релевантну кількість фосфору, як це відбувається при застосуванні фосфогіпсу. Проте, на відміну від відомих способів/клінкерів, згідно з винаходом метою є одержання тернезиту, а також реактивних поліморфів дикальційсилікату, тому температуру спікання оптимізують для його утворення. Згідно з винаходом при цих температурах поряд із утворенням тернезиту може відбуватися посилене утворення реактивних поліморфів дикальційсилікату. Навпаки, в рівні техніки температуру спікання оптимізують для утворення C4A3$, а утворенню тернезиту слід запобігати в разі можливості. Клінкер, що містить C5S2$ як основний компонент, чи одержаний із нього шляхом перемелювання без добавок цемент містить згідно з винаходом наведені далі компоненти у зазначеній кількості: - C5S2$ від 20 до 100 мас. %, переважно від 30 до 95 мас. % і ще більш переважно від 40 до 90 мас. %, - (α, β) C2S від 0 до 80 мас. %, переважно від 5 до 70 мас. % і ще більш переважно від 10 до 60 мас. %, - C4(AxF(1-x))3$ від 0 до 99 2,81 0,82 28,50 12,50 1,05 0,18 5,18 37,40 4,81 0,28 0,07 7,71 1,27 99,77 38,0 2,82 4,64 4,17 1,36 0,04 0,00 0,37 37,40 1,82 0,28 0,06 49,80 0,00 99,94 34,64 65,36 100,00 1,91 48,00 41,60 0,00 0,00 1,80 5,70 0,10 0,95 0,00 0,00 0,00 100,06 > 95 2,54 3350 4370 4380 Вапняк K1 Коригуюча Метакаолін добавка Al Одиниця виміру 43,09 1,53 0,35 0,03 0,01 0,19 54,50 0,22 0,04 0,00 0,01 0,01 99,98 % % 2 г/см 2 см /г / Приклад 1 Tpur Стехіометричну суміш CaCO3 [компанія Merck, ч.д.а.], CaSO4 [компанія Merck, ч.д.а.] і кварцового борошна [компанія Merck, ч.д.а.] відпалювали протягом однієї години при температурі 1100 °C, потім швидко охолоджували, перемелювали і ще раз протягом однієї години відпалювали при температурі 1100 °C та швидко охолоджували. У результаті одержали тернезитний клінкер, що містив понад 99 % C5S2$. Приклад 2 TKFA Суміш сировинних матеріалів містила 45 мас. % вапняку (K1) + 27 мас. % FA1, 20 мас. % MicroA та 8 мас. % кварцового борошна (компанія Merck, ч.д.а.). Перемелену сировину піддавали спіканню при температурі 1100 °C і після спікання для відпалювання охолоджували за програмою, згідно з якою температуру протягом близько 35 хвилин зменшували з 1100 °C до 850 °C. Потім клінкер швидко охолоджували на повітрі. Приклад 3 TKAGS Суміш сировинних матеріалів містила 58 мас. % K1+8 мас. % MK, 24 мас. % MircoA та 10 мас. % кварцового борошна (компанія Merck, ч.д.a.). Перемелену сировину піддавали обробці за програмою, описаною в Прикладі 2. 8 UA 110991 C2 Розрахований хімічний та виміряний мінералогічний склад різних тернезитних клінкерів із Прикладів 1-3 наведені в Таблиці 2. Таблиця 2 Хімічний (розрахунок) та мінералогічний склад клінкерів із Прикладів 1-3 Оксиди SiO2 Al2O3 TiO2 MnO Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 P2O5 Фази Ангідрит C3A (куб) C3A (орт.) C2S a`H C2S бета C2S гамма ∑C2S Тернезит Вільне вапно Периклаз C4A3S Авгіт Кварц Співвідношення CaO/Al2O3 Al2O3/Fe2O3 SO3 / (Al2O3+Fe2O3) SO3/SiO2 CaO/SO3 CaO/SiO2 MgO/SiO2 5 10 15 20 Tpur 25,00 % 58,34 % 16,66 % TKFA 21,30 % 4,75 % 0,38 % 0,07 % 1,96 % 53,20 % 2,23 % 0,19 % 0,04 % 15,44 % 0,44 % TKAGS 22,16 % 4,94 % 0,04 % 0,01 % 0,45 % 55,34 % 0,77 % 0,22 % 0,02 % 16,06 % 0,01 % 0,4 99,2