Сировинна суміш для одержання клінкеру

Сировинна суміш для одержання клінкеру, що містить вуглекислий барій і залізовмісний компонент, яка відрізняється тим, що як залізовмісний компонент вона містить колошниковий пил і додатково вапняк та гіпсове каміння, при наступному співвідношенні, мас. %: вуглекислий барій 58,8-59,7 колошниковий пил 34,1-35,0 вапняк 0,7-1,6 гіпсове каміння 4,6-5,5, при цьому хімічний склад клінкеру наступний, мас. %: ВаО 58,35-60,07 СаО 6,55-7,65 Fe2O3 25,90-25,94 SiO2 4,36-4,41 SO3 3,12-3,65. Запропонований винахід належить до будівельної галузі, а саме виготовлення цементів, які мають захисні властивості від дії радіаційних випромінювань (гамма-випромінювання), та застосовуються для виготовлення захисних бетонів. Відомо в'яжуче [Пат. 56049 А, Україна, МПК С04В 7/22. В'яжуче / Г.Н. Шабанова, В.В. Тараненкова, A.M. Корогодська, О.В. Буличова, О.В. Христич, О.Г. Романовський - № 2002097548; заяв. 19.09.02; опубл. 15.04.2003, Бюл. № 4], речовинний склад сировинної суміші для приготування якого містить технічний глинозем, крейду та барійвмісні відходи виробництва амінокапронової кислоти. Його хімічний склад представлений наступним співвідношенням оксидів, мас. %: СаО 3,5-31,9 ВаО 6,0-54,0 Аl2О3 42,5-62,1. Недоліки такого в'яжучого - низькі значення механічної міцності та коефіцієнта масового поглинання і те, що воно під час тверднення проявляє усадку (0,02 %). Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною сутністю та досягнутим ефектом є цемент радіаційного захисту [Пат. 33189 А, Україна, МПК С04В 7/22. В'яжуче / Г.Н. Шабанова, С.М. Биканов, І.В. Гуренко, Н.В. Казміна - № 99010034, заяв. 05.01.99, опубл. 15.02.01. Бюл. № 1] (прототип), для приготування якого використовують технічний глинозем, вуглекислий барій і піритні недогарки. Хімічний склад в'яжучого представлений наступним співвідношенням оксидів, мас. % ВаО 72,25-72,82 Аl2О3 2,00-3,99 Fe2O3 23,19-25,75. Недоліком прототипу є те, що він під час тверднення проявляє усадку (0,02-0,03 %). Задача запропонованого винаходу - розробка складу сировинної суміші для одержання кальцієво-барієвого сульфоферитного клінкеру, який в композиції з гіпсовим камінням та портландцементним клінкером забезпечує високий коефіцієнт масового поглинання та при твердненні не проявляє усадку, та має розширення завдяки присутності в клінкері високоосновного сульфофериту ка. . льцію (2CaO Fe2O3 CaSO4), який під час гідратації взаємодіє з гіпсовим камінням і вапном алітової фази, утворюючи етрингітоподібні фази, що сприяють розширенню. Поставлена задача досягається тим, що відома сировинна суміш для одержання клінкеру, яка містить вуглекислий барій і залізовмісний компо (19) UA (11) 94859 (13) C2 (21) a201006700 (22) 31.05.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) ПЄСКОВА НІНА ПЕТРІВНА, САЛЄЙ АРКАДІЙ АРКАДІЙОВИЧ, СІГУНОВ ОЛЕКСІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) UA 41223 U 12.05.2009 RU 2363673 C1 10.08.2009 FR 2820420 A1 09.08.2002 CN 101580347 A 18.11.2009 CN 1583641 A 23.02.2005 CN 1546409 A 17.11.2004 CN 1080626 A 12.01.1994 3 нент, відповідно до винаходу, як залізовмісний компонент містить колошниковий пил і додатково вапняк та гіпсове каміння у наступному співвідношенні, мас. %: вуглекислий барій 58,8-59,7 колошниковий пил 34,1-35,0 вапняк 0,7-1,6 гіпсове каміння 4,6-5,5. Запропонований склад сировинної суміші забезпечує отримання кальцієво-барієвого сульфоферитного клінкеру, який на відміну від прототипу не містить Аl2О3 та додатково вміщує CaO, SiO2 і SO3 у наступному співвідношенні оксидів, мас. %: ВаО 58,35-60,07 СаО 6,55-7,65 Fe2O3 25,90-25,94 SiO2 4,36-4,41 SO3 3,12-3,65. Технічний ефект пояснюється тим, що запропонований склад сировинної суміші забезпечує одержання клінкеру, який містить ортосилікат ба. рію (2BaO SiO2) та двобарієвий ферит (2BaOFe2O3), які завдяки великому вмісту атомів барію підвищують коефіцієнт масового поглинання матеріалу та є гідравлічноактивними сполуками і підвищують основні фізико-механічні та технічні властивості цементу. Також технічний ефект пояснюється наявністю в клінкері високоосновного су. . льфофериту кальцію (2CaO Fe2O3 CaSO4), який при твердненні взаємодіє з гіпсовим камінням і портландцементним клінкером, утворюючи етрингітоподібні фази, що сприяють розширенню. Використання виготовленого з сировинної суміші кальцієво-барієвого сульфоферитного клінкеру в композиції з гіпсовим камінням і портландцементним клінкером забезпечує отримання цементного каменю, який має коефіцієнт поглинання іонізуючого випромінювання 291,8-295,2 2 см /г, лінійне розширення 0,28-0,38 % та межу міцності на стиск через 7 діб тверднення - 62-68 МПа. Характеристика сировинних матеріалів: вапняк - осадочна гірська порода, яка містить в своєму складі в основному карбонат кальцію (ДСТУ Б В.2.7-109-2001); вуглекислий барій технічний (ТУ 6-09-351-76); гіпсове каміння - порода осадочного походження; колошниковий пил - відходи доменного виробництва (ТУ 14-233-192-83). В табл. наведено хімічні та мінералогічні склади запропонованих клінкерів, фізико-механічні та технічні властивості цементів з їх використанням. 94859 4 Наводимо приклад конкретного виконання запропонованого винаходу. Приклад. Речовинний склад сировинної суміші, який відповідає складу № 1 запропонованого клінкеру, мас. %: вапняк 0,7 вуглекислий барій 59,7 гіпсове каміння 4,6 колошниковий пил 35,0, хімічний склад клінкеру, мас. %: ВаО 60,07 СаО 6,55 Fe2O3 25,90 SiO2 4,36 SO3 3,12. Приготування сировинної суміші для синтезу клінкеру здійснюють сумісним подрібненням та змішуванням сировинних компонентів мокрим способом у кульовому млині при вологості шламу 50 %. Контроль якості сировинної суміші здійснюють хімічним та ситовим аналізом (повне проходження крізь сито № 008). Отриману сировинну суміш випалюють при температурі 1240 °С з ізотермічною витримкою при максимальній температурі - 40 хвилин. Після випалу зразки різко охолоджують на повітрі. Ступінь завершеності реакцій клінкероутворення контролюють за вмістом незв'язаних оксидів кальцію та барію етилово-гліцератним методом. Отримані клінкери розмелюють у кульовому млині до питомої поверхні 350 м/кг. Отриманий таким способом клінкер з метою регулювання величини розширення перемішують з 3 мас. % гіпсового каміння і 7 мас. % портландцементного клінкеру. Із отриманого в'яжучого виготовляють зразки, які тверднуть у повітряно-вологих умовах протягом 7 діб. Як виходить з наведених даних (табл.), запропоновані склади сировинних сумішей дозволяють отримувати клінкери, з яких виготовляють цементи, що, на відміну від прототипу, додатково мають регульовану величину розширення при твердненні та за основними технічними та фізикомеханічними властивостями не гірші від прототипу. Склад запропонованої сировинної суміші для виготовлення клінкеру може застосовуватись для виготовлення цементів, бетонів та залізобетонних конструкцій, що використовуються як біологічний захист від дії радіаційного випромінювання. 5 94859 6 Таблиця Хімічні та мінералогічні склади запропонованих клінкерів, фізико-механічні та технічні властивості цементів з їх використанням Показники 1. Хімічний склад, мас. % ВаО Fe2O3 Аl2О3 SiO2 СаО SO3 2. Мінералогічний склад, мас. % . 2BaO Fe2O3 . 2BaO SiO2 . . 2СаО Fe2O3 CaSO4 ВаОАl2О3 3BaOFe2O3 3. Межа міцності на стиск, МПа 1 доба 3 доби 7 діб 4. Лінійні деформації, % 1 доба 3 доби 7 діб 5. Коефіцієнт масового поглинання, см/г Комп’ютерна верстка І. Скворцова Прототип 1 2 3 72,25-72,82 23,76-25,32 2,00-3,99 59,21 25,92 4,38 7,11 3,38 58,35 25,94 60,07 25,90 4,36 6,55 3,12 5-15 5-10 75-95 57 26 16 56 27 17 54 27 19 25-34 47-56 56-65 37 59 68 35 57 65 32 56 62 0,00 -0,02 -0,03 288,9-293,6 +0,12 +0,26 +0,28 295,2 +0,16 +0,30 +0,32 293,1 +0,18 +0,37 +0,38 291,8. Підписне 4,41 7,65 3,65 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601