×
28.02.2020
220.018.06a8

Способ поверхностного модифицирования цемента

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению цемента. Способ поверхностного модифицирования цемента включает биполярную зарядку цемента в камере электризации под воздействием высоковольтного электрического поля коронного разряда. При этом биполярная зарядка осуществляется путем прохождения одной половины потока аэрозоля через положительную единицу зарядного устройства, а другая половина потока – через отрицательную единицу зарядного устройства. Затем униполярно заряженные частицы поступают в агломератор с переменным высоковольтным электрическим полем. Техническим результатом является увеличение сроков слеживаемости цемента, уменьшение количества «свободных» высокодисперсных частиц (диаметр менее 3 мкм), снижение шероховатости поверхности «сфероидов» и удельной поверхности за счет выравнивания гранулометрического состава, а также замедление ранних стадий гидратации цемента, что повышает подвижность бетонных смесей. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению цемента.

Известен способ электростатической обработки цемента, включающий получение цементно-воздушной смеси в камере распыления, подачу ее в камеру зарядки и ионизацию электрическим полем, отличающийся тем, что цементно-воздушную смесь подают в камеру зарядки, выполненную с заземленным корпусом, оборудованную двумя чередующимися группами электродов в виде компактных батарей, подключенных соответственно с чередованием к источнику постоянного высокого напряжения и к источнику переменного напряжения, и проводят монополярную ионизацию с одновременным встряхиванием переменным электрическим полем (см. патент RU №2073362, C04B40/00, опубл. 06.10.1994).

Основным недостатком представленного способа является отсутствие камеры агломерации, что делает малоэффективным получение сфероидальных агломератов. Кроме того, при данном способе происходит монополярная ионизация, которая обеспечивает униполярный заряд частиц, что имеет существенное значение, так как при поверхностном модифицировании цемента необходимо создать биполярную зарядку.

Наиболее близким аналогом является способ поверхностного модифицирования цемента, предложенный в исследованиях японскими учеными. [Tanaka I. A study on the process for formation of spherical cement through an examination of the changes of powder properties and electrical charges of the cement and its constituent materials during surface modification / I. Tanaka, M. Koishi, K. Shinohara // Cem. Concr. Res. – 2002. – Vol. 32, No 1. – pp. 57-64]. Способ получения такого цемента заключается в обработке портландцемента совместно с минеральными добавками в специальном устройстве – смесителе-гибридизаторе. В процессе высокоскоростного перемешивания происходит интенсивное трение и соударения частиц, что приводит к возникновению поверхностных зарядов. В результате обеспечивается адгезия мелких частиц гипса, минеральных добавок и промежуточной фазы к поверхности более крупных угловатых частиц силикатных фаз. Фиксации частиц способствуют также капиллярные силы, так как в промежутках между прижатыми одна к другой гидрофильными частицами происходит адсорбция молекул воды поверхностью конденсации и образование менисков жидкости. В процессе обработки частицы укрупняются, снижая общую удельную поверхность, и приобретают форму, близкую к сферической.

Однако относительно небольшая величина трибоэлектрического заряда может оказаться недостаточной для длительного устойчивого состояния полученных «сфероидов» – при транспортировании, перемешивании они могут легко разрушаться и поэтому эффективность повышения качества цемента будет намного ниже.

Задачей изобретения является повышение качества цемента, увеличение сроков его слеживаемости, снижение удельной поверхности за счет выравнивания гранулометрического состава и, как следствие, уменьшение его водопотребности.

Сущность изобретения заключается в том, что способ поверхностного модифицирования цемента, включающий обработку цемента, при этом включает биполярную зарядку цемента в камере электризации под воздействием высоковольтного электрического поля коронного разряда, биполярная зарядка осуществляется путем прохождения одной половины потока аэрозоля через положительную единицу зарядного устройства, а другая половина потока – через отрицательную единицу зарядного устройства, затем униполярно заряженные частицы поступают в агломератор с переменным высоковольтным электрическим полем.

Сначала исходные дисперсные минеральные компоненты поддаются зарядке в высоковольтном поле коронного разряда, при этом навеска мелкодисперсного компонента («гостевых частиц») насыпается через камеру зарядки с отрицательным коронирующим электродом, а навеска грубо дисперсных компонентов («частицы-носители») через камеру зарядки с положительным коронирующим электродом. Узел камеры электризации состоит из коронирующего электрода, расположенного в центре трубы, который выполнен из медной проволоки диаметром 0,6 мм. Камера электризации имеет следующие вольтамперные характеристики: напряженность электрического поля E=18-20 кВ/см, сила тока I=30-50 μА.

Затем униполярно заряженные частицы попадают в камеру агломерации, где под действием высоковольтного переменного электрического поля осуществляются колебания с разной амплитудой и частотой. Крупные частицы осциллируют с большей амплитудой и частотой, чем мелкие частички, градиент частоты и амплитуды колебаний обусловливает увеличение частоты столкновений частиц, что приводит к образованию сфероидальных агломератов.

Технический результат – увеличение сроков слеживаемости цемента, уменьшение количества «свободных» высокодисперсных частиц (диаметр менее 3 мкм), снижение шероховатости поверхности «сфероидов» и удельной поверхности за счет выравнивания гранулометрического состава, а также замедление ранних стадий гидратации цемента, что повышает подвижность бетонных смесей, приготовленных на основе такого «сфероидального» цемента, и, как следствие, происходит уменьшение его водопотребности (водоцементное отношение снижается на 6-8 %). При использовании в составе бетонных смесей суперпластификаторов отмечено также снижение их адсорбции на единицу поверхности цемента (до 20 %).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на:

фиг.1 – показана установка для поверхностного модифицирования минеральных дисперсных компонентов;

фиг.2 – сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) частиц модифицированного композиционного цемента

фиг.3 – сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) частиц модифицированного композиционного цемента с энергодисперсионной спектроскопией

Установка для поверхностного модифицирования цемента состоит из камеры электризации частиц 1 и агломератора 2. Камера электризации частиц 1 разделена на две секции перегородкой из диэлектрического материала 3, в первую секцию устанавливается коронирующий электрод 4 и на него подается отрицательный потенциал, а в другую секцию соответственно устанавливается электрод с положительным потенциалом 5. При этом внешний осадительный электрод 6 в первой секции будет положительным, а в другой секции отрицательным электродом 7. На выходе из агломератора 2 образуется сфероидальный цемент 8. На агломерат действует высоковольтное переменное электрическое поле 9. Заземление агломерата осуществляется с помощью электрода 10.

Способ осуществляется следующим образом:

При действии электрического поля, которое создается в камере электризации частиц 1 в первой секции между коронирующим отрицательным 4 и внешним осадительным положительным 6 электродами, исходные минеральные компоненты адсорбируют ионы из межэлектродного пространства и приобретают отрицательный заряд. Во второй секции происходит аналогичный процесс между электродом с положительным потенциалом 5 и отрицательным электродом 7, только минеральные компоненты приобретают положительный заряд. В результате, биполярно заряженные минеральные дисперсные компоненты далее поступают в агломератор 2, где под действием высоковольтного переменного электрического поля 9 осуществляются колебания с разной амплитудой и частотой. Крупные частицы осциллируют с большей амплитудой и частотой, чем мелкие частички, градиент частоты и амплитуды колебаний обусловливает увеличение частоты столкновений частиц, что приводит к образованию сфероидального цемента 8. Заземление осуществляется с помощью электрода 10.

Данный способ был опробован в лабораторных условиях. В качестве сырья для получения «сфероидального» цемента использовали микрокремнезем сухой газоочистки (25 %) и портландцемент (75 %). Изготовление «сфероидального» цемента проводилось с учетом свойств данного сырья и необходимых технологических параметров производства, которые получены при лабораторных испытаниях.

Результаты испытаний подтверждаются результатами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС).

По данным энергодисперсионной спектроскопии поверхность таких «сфероидов» (точка 11 на фиг. 2 и фиг. 3) представлена следующими оксидами, %: SiO2 (84,93); SO3 (11,91); Al2O3 (1,85); MgO (0,84); K2O (0,45), что характерно для химического состава микрокремнезема. Для сравнения частица на поверхности «сфероида» (точка 12 на фиг. 2 и фиг. 3) представлена таким набором оксидов, %: CaO (51,44); SiO2 (37,31); Fe2O3 (4,21) SO3 (2,24 %); Al2O3 (1,43); K2O (3,07), что очень близко к химическому составу портландцемента.

Способ поверхностного модифицирования цемента, включающий обработку цемента, отличающийся тем, что включает биполярную зарядку цемента в камере электризации под воздействием высоковольтного электрического поля коронного разряда, при этом биполярная зарядка осуществляется путем прохождения одной половины потока аэрозоля через положительную единицу зарядного устройства, а другая половина потока – через отрицательную единицу зарядного устройства, затем униполярно заряженные частицы поступают в агломератор с переменным высоковольтным электрическим полем.
Способ поверхностного модифицирования цемента
Способ поверхностного модифицирования цемента
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 51.
20.01.2018
№218.016.1059

Способ изготовления брикета для раскисления стали

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве различных марок стали для её раскисления как в процессе выплавки стали в ДСП, так и при её ковшевой обработке. Способ включает прессование вторичных алюминия и железа, при этом измельченные стружковые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633682
Дата охранного документа: 16.10.2017
20.01.2018
№218.016.1cef

Комплекс карьерного оборудования

Изобретение относится к техническим средствам, используемым на открытых горных работах при добыче скальных грунтов. Техническим результатом является повышение производительности комплекса карьерного оборудования за счет взрывонавалочной технологии с постоянным нахождением оборудования в забое....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640622
Дата охранного документа: 10.01.2018
04.04.2018
№218.016.3009

Керамический аэратор

Изобретение относится к обработке природных и сточных вод воздухом. Керамический аэратор содержит цельнокерамический пустотелый корпус 1 со стенками из монофракций керамических порошков с центральным отверстием 2 и винтовой нарезкой 3 в корпусе 1, входной штуцер 4 и подводящий трубопровод 5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645141
Дата охранного документа: 15.02.2018
04.04.2018
№218.016.35ef

Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича.

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности к стеновому (строительному) и дорожному (мостовому) клинкерному кирпичу, получаемых на основе камнеподобного глинистого сырья – аргиллита и его разновидностей. Керамическая масса для изготовления клинкерного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646261
Дата охранного документа: 02.03.2018
04.04.2018
№218.016.3679

Устройство адаптивного регулирования на основе объединённого принципа максимума

Изобретение относится к области цифровых систем управления и может быть использовано для решения задач быстродействия в автоматизированных системах, например в радиотехнике, для фазовой автоподстройки частоты. Технический результат – увеличение быстродействия автоматизированных систем. Он...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646373
Дата охранного документа: 02.03.2018
10.05.2018
№218.016.4f02

Устройство определения распределения взвешенных частиц по массе

Изобретение относится к технике измерений, в частности к оптическим методам контроля, и может использоваться в электронной и химической промышленности, в медицине, биологии, экологии, порошковой металлургии и других областях науки и техники, связанных с определением параметров взвешенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652662
Дата охранного документа: 28.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f3a

Способ определения распределения взвешенных частиц по массе

Изобретение относится к технике измерений, в частности к оптическим методам контроля, и может использоваться в электронной и химической промышленности, в медицине, биологии, экологии, порошковой металлургии и других областях науки и техники, связанных с определением параметров взвешенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652654
Дата охранного документа: 28.04.2018
09.06.2018
№218.016.5df0

Способ приготовления бетонной смеси

Изобретение относится к технологии приготовления с добавками суперпластификаторов бетонных смесей, используемых преимущественно при бетонировании монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Технический результат – снижение расхода суперпластификатора и увеличение прочности бетона на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656298
Дата охранного документа: 04.06.2018
09.06.2018
№218.016.6003

Стенд микроконтроллерный для изучения и исследования алгоритмов цифровой модуляции, используемой в цифровом телерадиовещании и в системах мобильной связи

Изобретение относится к области электроники, радиотехники и к системам мобильной связи. Технический результат – расширение функциональных возможностей в части исследования алгоритмов беспроводных информационных систем. Стенд микроконтроллерный для изучения и исследования алгоритмов цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656974
Дата охранного документа: 07.06.2018
20.06.2018
№218.016.64fa

Винтовой конвейер с гибким рабочим органом

Винтовой конвейер содержит привод (1) и смонтированный в цилиндрическом желобе (2) гибкий винт (3), выполненный в виде двух коаксиально расположенных спирально изогнутых наружного стержня (4) и внутреннего стержня (5). Наружный стержень (4) выполнен в виде плоской пряди каната двойной правой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658217
Дата охранного документа: 19.06.2018
Показаны записи 1-3 из 3.
10.01.2015
№216.013.1be3

Способ изготовления строительных изделий из пенобетона

Изобретение относится к области изготовления строительных изделий из теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пенобетонов. Технический результат заключается в улучшении прочностных характеристик пенобетона. Способ изготовления строительных изделий из пенобетона включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538567
Дата охранного документа: 10.01.2015
13.03.2020
№220.018.0b50

Устройство для измерения вязкости бетонной смеси

Изобретение относится к процессу контроля качества бетонных смесей, в частности к контролю реологических свойств бетонной смеси и может быть применено в строительных и научно-исследовательских лабораториях при измерении вязкости бетонной смеси. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716285
Дата охранного документа: 11.03.2020
27.06.2020
№220.018.2c14

Фибробетонная смесь для центрифугированного бетона

Изобретение относится к составам бетонных смесей для изготовления центрифугированных железобетонных изделий кольцевого сечения, применяемых на предприятиях по производству сборного железобетона. Изобретение содержит фибробетонную смесь для центрифугированного бетона. Фибробетонная смесь для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724631
Дата охранного документа: 25.06.2020
+ добавить свой РИД