Vorota-21.ru

Стройка и Ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сырье для производства портландцемента

Портландцемент (сырье и производство)

Портландцемент и его разновидности являются основными вяжущими веществами в современном строительстве. В Украине его производство составляет свыше 65% выпуска всех цементов.

Портландцементом называют гидравлическое вяжуее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Портландцементный клинкер — продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины и некоторых других материалов (мергеля, доменного шлака и пр.). При обжиге обеспечивается преимущественное содержание в клинкере высокоосновных силикатов кальция.

Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при помоле вводят двуводный гипс в количестве 1,5 — 3,5% (по массе цемента в пересчете на SO3).

По составу различают портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.

Исходным сырьем для производства портландцемента служат горные породы — мергели, известняковые (известняки, мел, ракушечник, известковый туф и др.) и глинистые горные породы. С известняком в состав цемента. вносится основной оксид CaO; с глиной — оксиды кремния, алюминия, железа; с мергелем — все необходимые оксиды.

В природе редко встречаются горные породы, химический состав которых обеспечивал бы получение после обжига портландцементного клинкера необходимого качества, поэтому сырьевую смесь составляют из двух или нескольких компонентов. Соотношение компонентов сырьевой смеси выбирают с таким расчетом, чтобы полученный при обжиге портландцементный клинкер имел следующий химический состав; 63 — 68% СаО; 4 — 8 % Al2О3; 19 — 24 %SiO2, 2 — 6% Fe2О3. Обычно сырьевая смесь состоит из 75 — 78% известняка и 25 — 22% глины.

Производство портландцемента состоит из следующих основных процессов: добычи сырья и подготовки сырьевой смеси, обжига смеси до спекания с получением клинкера, помола клинкера в тонкий порошок совместно с добавками.

В зависимости от свойства сырья и типа обжигательных печей сырье к производству готовят мокрым или сухим способом. При мокром способе компоненты измельчают и смешивают в присутствии воды, и смесь в виде жидкой массы (шлама) обжигают; при сухом способе сырьевые компоненты измельчают, смешивают и обжигают в сухом виде.

Производство портландцемента мокрым способом. Мягкие горные породы (глину и мел), применяемые в качестве сырьевых компонентов, предварительно дробят в валковых дробилках и измельчают в специальных бассейнах-болтушках в присутствии 36 — 42 % воды по массе. Суспензии глины и мела в заданных соотношениях поступают в шаровые мельницы для тонкого измельчения. Если в качестве известкового компонента применяют твердый известняк, то его подвергают двухстадийному дроблению на щековой и молотковой дробилках, а затем измельчают в шаровых мельницах совместно с глиняной суспензией, получаемой в болтушках.

Шаровая многокамерная мельница — стальной цилиндр длиной 8 — 15 и диаметром 1,8 — 3,5 м, внутренняя поверхность которого облицована стальными плитами. Мельница вращается на полых цапфах, через которые, с одной стороны, ее загружают, а с другой — разгружают. Смесь известняка, глины и воды проходит через все камеры мельницы и, измельчаясь под ударами стальных шаров и цилиндров, выходит из нее в виде сметанообразной массы — шлама.

Шлам перекачивают насосами в цилиндрические щламбассейны для корректировки его состава. При корректировке устанавливают химический состав шлама (в основном определяют содержание углекислого кальция) и в соответствии с полученными данными добавляют к нему строго определенное количество шлама другого состава (обогащенного или обедненного известняком). Скорректированный таким образом шлам перекачивают в шламбассейны для хранения. В этих бассейнах шлам постоянно перемешивают. По мере необходимости шлам насосами подают на обжиг.

Сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах (рис.2), представляющих собой сварной цилиндр диаметром 4 — 5 и длиной 150 — 185 м, футерованный изнутри огнеупорным материалом. Печь расположена под небольшим уклоном к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси. Питатели-дозаторы подают шлам в верхний конец печи. Вследствие вращения печи и наклона ее к горизонту обжигаемый материал перемещается к нижнему концу печи. Навстречу ему движутся горячие топочные газы, образовавшиеся при сгорании топлива (пылевидный уголь, мазут, газ), подаваемого через форсунку в нижней части печи.

Шлам омывается горячими газами и подсушивается, образуя комья. По мере продвижения материала при 500 — 750 о С выгорают органические вещества и начинается дегидратация — выделение химически связанной воды из глинистой составляющей, сопровождаемая потерей пластичности и связующих свойств. Комья материала распадаются в подвижный порошок. При 750 — 800 о С и выше в материале начинаются реакции в твердом состоянии между его составляющими. Их интенсивность возрастает с повышением температуры. Происходит сцепление отдельных частичек порошка и образование гранул разного размера. При прохождении зоны с температурой 900 — 1000 о С происходит диссоциация карбонатов кальция с выделением оксида кальция и углекислого газа, который уносится с продуктами горения. Оксид кальция СаО вступает в химическое взаимодействие с глиноземом, оксидом железа и кремнеземом. Реакции химического связывания СаО протекают в твердом состоянии достаточно интенсивно при 1200 — 1250 о С, при этом образуются следующие химические соединения: 2CaОSiO2 (двухкальциевый силикат), 3CaOAl2О3 (трехкальциевый алюминат) и 4СаОAl2О32О3 (четырехкальциевый алюмоферрит) . При температуре свыше 1300 о С 3CaOАl2О3 и 4СаОAl2О32О3 переходят в расплав, в котором частично растворяются СаО и 2CaO SiO2 до насыщения раствора; в растворенном состоянии они реагируют между собой, образуя трехкальциевый силикат ЗСаО SiO2 — основной минерал портландцемента. Процесс образования трехкальциевого силиката, выделяющегося из жидкой фазы в виде кристаллов, способных расти, обычно происходит около 1450 о C. При понижении температуры до 1300 о С жидкая фаза застывает, процесс спекания заканчивается.

Клинкер — гранулы серовато-зеленого цвета размером 15 — 25 мм для охлаждения до 80 — 100 о C направляют в холодильник, откуда он поступает на склад, где его выдерживают в течение 1 — 2 недель. В результате вылеживания содержащийся в клинкере в небольшом количестве свободный оксид кальция гасится влагой воздуха, а также уменьшается твердость зерен клинкера, что, в свою очередь, облегчает его помол и обеспечивает равномерность изменения объема цемента при твердении.

Клинкер измельчают в многокамерных шаровых мельницах. В процессе помола к нему добавляют 2 — 5 % гипсового камня для регулирования сроков схватывания портландцемента и различные, предусмотренные технологическим процессом, добавки. Из шаровых мельниц портландцемент пневмотранспортом подают в силосы — железобетонные башни цилиндрической формы емкостью до 6000 т каждая, где цемент перед отправкой потребителю выдерживается в течение 10 — 14 сут. За это время нагретый при помоле цемент охлаждается и оставшаяся в нем свободная известь гасится, что улучшает свойства цемента. Из силосов цемент поступает в упаковочные машины для расфасовки в многослойные бумажные мешки по 50 кг или направляется в специально оборудованные средства железнодорожного, автомобильного или водного транспорта.

Сухой способ производства портландцемента применяют в том случае, когда сырьевыми материалами являются мергели или смеси твердых известняков и глин влажностью 8 — 10 %. По этому способу сырьевые материалы после предварительного дробления и сушки совместно измельчают в шаровых мельницах. Сухую сырьевую муку с остаточной влажностью 1 — 2% гранулируют в зерна размером 20 — 40 мм или формуют, добавляя молотый на механических прессах уголь в брикеты.

Гранулы обжигают в циклонных теплообменниках, конвейерных кальцинаторах, вращающихся печах, а брикеты — в шахтных. Дальнейшие производственные операции осуществляют в той же последовательности, что и при мокром способе.

Читать еще:  Цементно песчаная стяжка м150

При сухом способе на обжиг клинкера расходуется значительно меньше топлива, чем при мокром.

Наряду с рассмотренными выше основными способами производства в последнее время применяют комбинированный способ, совмещающий достоинства мокрого и сухого способов. Сущность его заключается в том, что сырьевую смесь подготовляют по мокрому способу, после чего шлам обезвоживают на специальных установках и в виде гранул, как и при сухом способе, обжигают во вращающихся печах.

Портландцемент (ПЦ)

Портландцемент (ПЦ) – наиболее распространенная разновидность строительных цементов, производство которых регламентирует ГОСТ 31108-2016. Это гидравлическое вяжущее, изготавливаемое из карбонатных пород (известняка, мела, кремнезема, глинозема), твердеет при затворении водой. Оно широко используется для изготовления цементно-песчаных растворов, бетонов, сухих строительных смесей различного назначения, применяемых в гражданском, промышленном, военном строительстве. Ассортимент различных видов и марок портландцемента позволяет выбрать подходящее вяжущее для индивидуального домостроения, массового многоэтажного строительства, сооружения объектов промышленного и инженерного назначения.

Состав портландцемента

Портландцемент получают спеканием сырьевой смеси, в состав которой входят глина (22-25 %) и известняк (75-78 %). Добыча известняка, залегающего на глубинах до 0,7-10 м, ведется открытым способом. Для изготовления портландцемента используется слой известняка желтовато-зеленоватого цвета.

Спеченная при высоких температурах гранулированная сырьевая смесь называется «клинкер». Именно его состав и характеристики определяют важные свойства цемента: прочность цементного камня и скорость ее нарастания, долговечность и стойкость к сложным эксплуатационным условиям отвердевших растворов и смесей, изготовленных на базе портландцемента.

Особенности производства портландцемента

Известняк от места добычи доставляют к месту производства портландцемента. Сырье сушат и осуществляют его первичный помол с введением специальных добавок. Полученную смесь обжигают. Образованный клинкер повторно перемалывают с введением активных добавок. Поскольку разные виды сырьевых смесей имеют индивидуальный состав, влажность и другие характеристики, каждое производство организуется по собственной технологии. Наиболее распространенные варианты:

  • Сухой способ. Сырье во время или после первичного измельчения сушится. На обжиг материал поступает в сухом виде. Это наиболее экономичный вариант, не требующий затрат энергии на удаление лишней воды из шихты.
  • Мокрый. Используется при производстве портландцемента из сырья, в состав которого входят мел, глина, железосодержащие добавки. Сырье измельчается в воде. Суспензия после удаления лишней воды обжигается в печи. В результате обжига получают небольшие шарики, из которых после тонкого помола образуется цемент.
  • Комбинированный. Эта технология совмещает две предыдущие. Сырьевую смесь (шлам) готовят мокрым способом, после чего ее отправляют на фильтры. В результате фильтрования смесь осушается до 16-18 %. После фильтров сырье поступает на обжиг. Есть и другой вариант комбинированного способа. Шлам готовят сухим способом, добавляют в него воду, гранулируют. После обжига получают клинкер в виде гранул 10-15 мм.

Технические характеристики портландцемента

Оценка качества портландцемента осуществляется по следующим характеристикам:

  • Плотность. Эта величина определяется минералогическим составом материала. В рыхлом состоянии она находится в пределах 0,9-1,3 т/м3, в уплотненном – 1,5-2 т/м3.
  • Период схватывания. Эта техническая характеристика является важным свойством портландцемента. Она зависит от минералогического состава сырья, тонкости помола, водоцементного соотношения, температуры окружающей среды. Схватывание должно начаться не ранее чем через 45 минут, а закончиться – не позже, чем через 12 часов после затворения портландцемента. По нормативам портландцемент, предназначенный для создания бетонных покрытий дорог, может схватываться только через 2 часа после его затворения.
  • Тонкость помола. Эта величина, равная суммарной поверхности зерен в единице массы цемента, существенно влияет на технические характеристики материала, в частности, на скорость его твердения. У обычного портландцемента тонкость помола равна 2500-3000 см2/г, быстротвердеющего – 4000-6000 см2/г.
  • Равномерность изменения объема во время твердения цементной лепешки. Это одна из главных технических характеристик портландцемента. Неравномерное схватывание характерно для вяжущего, в составе которого присутствует слишком большое количество свободной извести или оксида магния. Равномерность изменения объема измеряется на четырех лепешках, которые изготавливаются из цементного теста нормальной густоты. Испытания проводят способом кипячения. Цемент считается прошедшим испытания, если на лицевой стороне всех лепешек отсутствуют: сетка мелких трещин или крупные радиальные трещины, доходящие до края.
  • Водоцементное соотношение (водопотребность). Этот термин означает количество воды, необходимое для изготовления продукта требуемой пластичности. Для портландцемента водоцементное соотношение составляет примерно 25 %. При необходимости его снижения в состав сырьевой смеси вводят пластификаторы.
  • Водоотделение. Этот процесс происходит при твердении строительного раствора или смеси из-за опускания частиц вяжущего и заполнителей под действием силы тяжести. Вода может выступать на поверхности бетонного элемента, между слоями укладываемой смеси или раствора, вокруг частиц заполнителя или арматурных стержней. Наличие таких тонких водных пленок внутри бетонного элемента значительно снижает его прочность и долговечность.
  • Морозостойкость. Это свойство характеризует способность отвердевшего цементно-песчаного слоя или бетонной конструкции, изготовленных на базе портландцемента, выдерживать циклы замерзания/оттаивания без потери рабочих характеристик.
  • Коррозионная стойкость. Ее обычно разделяют на химическую и физическую коррозионную стойкость. Химическая коррозионная стойкость зависит от минералогического состава, а именно, от способности компонентов выдерживать воздействие химически агрессивных сред. Физическую коррозионную стойкость улучшают снижением пористости бетона, уменьшением радиуса пор и их обработкой гидрорфобизирующими составами.
  • Тепловыделение. Это свойство характеризует величину тепла, выделяемого в процессе гидратации цемента. Портландцемент, слишком активно выделяющий большое количество тепла, нельзя использовать при строительстве массивных сооружений из-за большой разницы в температурах на поверхности и внутри бетонного элемента. Для регулирования тепловыделения цемента применяют специальные активные добавки.

Разновидности портландцемента

Все виды портландцемента делятся на бездобавочные и добавочные. Бездобавочные ПЦ в качестве добавок содержат только гипс. Такие цементы используются для строительства надземных, подземных, подводных конструкций, изготовления железобетонных изделий, не контактирующих при эксплуатации с агрессивными средами. Активные минеральные добавки изменяют технические характеристики портландцемента в нужном направлении. С их помощью повышают водонепроницаемость, коррозионную стойкость и другие полезные свойства готовых продуктов, изготовленных на базе цемента.

В зависимости от присутствующих в составе добавок различают следующие разновидности портландцемента:

  • Быстротвердеющий (БПЦ). Для этого цемента характерен быстрый набор прочности в первые дни после заливки смеси или раствора. В его составе преобладают трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат. Он имеет очень высокую тонкость помола, поэтому быстро впитывает влагу из воздуха. При неправильном хранении такой цемент очень быстро теряет товарные характеристики. Быстротвердеющие портландцементы используются при производстве ЖБИ с высокой отпускной прочностью. Коррозионная стойкость быстротвердеющих цементов пониженная.
  • Пластифицированный. Получают введением поверхностно-активных добавок. Применение этой разновидности портландцементов позволяет снизить водоцементное соотношение, повысить прочность и морозостойкость получаемых растворов и бетонов после твердения.
  • Гидрофобный. При производстве гидрофобного портландцемента в состав клинкера добавляют гидрофобные ПАВ, которые образуют на зернах цемента водоотталкивающие пленки. Обычно в качества ПАВ востребованы продукты нефтепереработки. При хранении даже во влажных условиях такой цемент не портится, не слеживается и не комкуется. Строительные смеси и растворы на базе гидрофобного цемента отличаются хорошей пластичностью, а после твердения – водонепроницаемостью и морозостойкостью.
  • Сульфатостойкий. Цемент изготавливают из клинкера, который имеет в составе пониженное содержание трехкальциевых силиката и алюмината. Такой портландцемент повышает стойкость бетона к коррозии при эксплуатации строительной конструкции в контакте с сульфатсодержащими средами.
  • Белый. Цемент получают с использованием белых коалиновых глин, мела, чистых известняков. На основе белого ПЦ изготавливают цветные цементы путем добавления красящих пигментов.
  • Шлакопортландцемент. Изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и доменного гранулированного шлака.
  • Пуццолановый. Получают смешиванием портландцементного клинкера, активной миндобавки, гипса. Активные минеральные добавки, входящие в состав этого цемента, – вулканические туфы, пемзы, пеплы, трепел, золы тепловых электростанций. Это вяжущее активно используется при строительстве гидротехнических сооружений, подземных объектов.
Читать еще:  Цементная штукатурка фасада

Классы и марки прочности портландцементов

В соответствии с ГОСТом 31108-2016 основная характеристика портландцемента – прочность – определяется классом. Ранее это свойство характеризовала марка. Наиболее популярные портландцементы:

  • В 32,5 (М400). Вид цемента, востребованный практически во всех областях частного и массового строительства, для изготовления ЖБИ, устройства дорожек, площадок, отмосток.
  • В42,5 (М500). Портландцемент, имеющий прекрасные прочностные характеристики, применяется в ремонтно-строительных работах на объектах ответственного назначения, при восстановлении строительных конструкций после аварий, проведении дорожно-ремонтных работ.
  • В52,5 (М600). Портландцемент, используемый при строительстве особо ответственных объектов.

В каких случаях портландцемент не применяется?

При выборе вида цемента учитывают условия, в которых будет эксплуатироваться объект. Портландцементы с активными добавками, пуццолановые цементы не применяют в регионах с низкими температурами. Все виды портландцементов не используются:

  • в соленых водах;
  • в руслах рек проточного типа;
  • в водоемах, имеющих в составе большое количество различных минералов.

Сульфатостойкий цемент подходит для применения только в статичных водах невысокой агрессивности. Для плотин, дамб, конструкций, эксплуатируемых в проточных водах, используют специальные виды цемента.

Сырье для производства портландцемента

Сырьевые материалы, применяемые при производстве портландцемента, можно разделить на две группы. К первой группе относятся .материалы, предназначенные для получения клинкера, ко второй — материалы, добавляемые к клинкеру при помоле.

§ 10. СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЛИНКЕРА

Сырьевые смеси для изготовления клинкера подразделяются на следующие, в зависимости от числа входящих в их состав материалов (компонентов): двухкомпонентные, трехкомпонентные, четырехкомпонентные.

Двухкомпонентная смесь составляется из двух исходных материалов: известняка, карбонатной горной породы, и глины.

Трехкомпонентная сырьевая смесь включает три вида сырьевых материалов: известняк, глину и корректирующую добавку. В качестве последней применяют вещества с высоким содержанием одного из окислов, которого оказывается недостаточным при использовании только двух основных компонентов (известняка и глины). Если недостает кремнезема, то применяют трепел, песок и другие вещества с высоким содержанием Si02; при недостатке глинозема (AI2O3) применяют бокситы или глину с высоким содержанием AI2O3 и другие высокоглиноземистые вещества, например алюминиевые шлаки; недостаток окиси железа компенсируется добавкой железной руды, колчеданных огарков, колошниковой пыли.

Четырехко.мпонентная смесь состоит из двух основных сырьевых материалов и двух видов корректирующих добавок. Такую смесь применяют при недостаточном количестве в сырье одновременно двух окислов, например кремнезема и окисла железа. В этом случае шихта составляется из четырех компонентов: например известняка, глины, трепела и руды.

Таким образом, независимо от компонентности омеси основными составляющими ее являются карбонатные горные породы и глинистые породы с высоким содержанием кремнезема, а также содержащие глинозем, окислы железа и др.

В отдельных случаях, когда имеется возможность, два основных компонента — известковый и глинистый, заменяют одним — мергелем, представляющим природную смесь глинистых веществ и углекислого кальция.

Наряду с сырьевыми материалами природного происхождения цементная промышленность,все более начинает использовать для своих целей вторичное сырье — отходы промышленности. К этим искусственным сырьевым материалам в первую очередь следует отнести металлургические шлаки, топливные золы, нефелиновый шлам.

В зарубежной практике в качестве известкового компонента используют отходы производства щелочей, сернокислого аммония.

‘Имеется также опыт использования отходов при получении серной кислоты из сернокислого кальция.

Пригодность сырьевых материалов устанавливается на основании их всестороннего технологического изучения и технико-экономического анализа вопросов, вытекающих из организации цементного производства в данном районе (способ производства, вид топлива, качество цемента).

Карбонатные породы в природе встречаются в виде известняков, мела, известкового туфа, известняка-ракушечника и мрамора. Все приведенные разновидности карбонатных пород находят применение в портландцементном производстве, за исключением мрамора.

Наиболее применимы известняки и мел, представляющие собой осадочные горные породы . Осадочное происхождение известняков и .мела обусловливает разнообразие их химического состава и физических свойств.

Химически чистый углекислый кальций содержит 56% СаО и 44% СОг- Но таких известняков в природе нет. Наряду с СаСОз природные известняки содержат кремнезем, глинозем, окиси железа, окись магния и др.

Плотность и прочность карбонатных пород колеблются в значительных пределах, от весьма .плотных известняков с кристаллической структурой, прочностью 1500—2000 кгс/см2, до мягких, рыхлых пород — мела, способного размокать в воде.

Физические свойства карбонатных пород, предназначенных для портландцементного производства, учитываются при выборе схемы приготовления сырьевой смеси (по мокрому или сухому способу).

Технические условия на карбонатные породы для производства портландцемента стандартом не установлены. На основании практического опыта карбонатные породы признаются удовлетворительного качества при следующем химическом составе:

СаО — в них должно содержаться не менее 40—43,5%;

MgO —не более 3,2—3,7% при содержании окиси магния в глинистом компоненте не более 1% или из расчета получения клинкера для портландцемента с содержанием MgO не более 5%- Количество Si02; А1203; Fe203 в сочетании с содержанием их в глинистом компоненте должно обеспечивать получение необходимых значений коэффициента насыщения, кремнеземного и глиноземного .модулей в сырьевой смеси и клинкере. Желательно, чтобы сумма Na20 и К20 не превышала одного процента, а содержание S03 было не больше 1,5—1,7%.

Глинистые породы для цементного производства используют в виде легкоплавких глин, глинистого мергеля, глинистого сланца, лёсса.

Глины представляют собой тонкоразмельченные горные породы, легко размокающие при затворении их водой. Легкоплавкие глины имеют разнообразный минералогический и гранулометрический состав даже в пределах одного месторождения. Нередко глины содержат значительное количество грубых включений обломков горных пород в виде песка, щебня и гальки, что вызывает необходимость их тщательного предварительного обогащения.

Минералогический состав глин представлен водными алюмосиликатами, например каолинитом (А^Оз 2Si02 • 2Н20), и кварцевыми соединениями, преимущественно в виде кварцевого песка. Химический состав легкоплавких глин характеризуется в основном тремя окислами: кремния (55—80%), алюминия (5— 20%) и железа (3—Ф5%). В небольшом количестве могут содержаться в глинах СаО и MgO, хотя в отдельных разновидностях глин содержание окиси кальция может достигать 25%, а окиси магния — 5%.

Присутствуют в глинах и растворимые соли, содержащие SO3, Na20 и К20. Эти примеси, а также MgO являются нежелательными, и .их содержание в глинах, используемых для производства портландцемента, должно быть по возможности минимальным.

Мергели являются переходной горной породой от известняков к глинам и представляют собой природную смесь глинисто- песчаных веществ (20—50%) и мельчайших частиц углекислого кальция (50—80%). В зависимости от содержания Са,С03 и глинисто-песчаного вещества мергели разделяются на песчаные, глинистые и известковистые.

Наиболее ценным сырьем является известковистый мергель, содержащий примерно 75—80% СаСОз и 20—25% глины. По химическому составу твердых компонентов он близок клинкеру, что значительно упрощает производство из него портландцемента. Мергели, в которых содержание СаС03 соответствует искусственно составленной портландцементной сырьевой смеси, называются «натуральными».

По физическим свойствам мергели, подобно карбонатным породам, могут резко отличаться один от другого. Одни имеют плотную структуру и прочны, другие, подобны мелу, мягкие, рыхлые.

Лёсс представляет собой пористую осадочную горную породу серо-желтого цвета, близкую по своему химическому составу глинистым мергелям, но отличающуюся более грубодисперсны- ми частицами. Лёсс состоит в основном из частиц пыли размером 0,05—0,01 мм; глинистые частицы (меньше 0,01 мм) содержатся в незначительном количестве, но в то же время в лёссе почти отсутствуют частицы песка с зернами крупнее 0,25 мм.

Читать еще:  Цементный раствор для гидроизоляции

Глинистые сланцы относятся к породам метаморфическим (видоизмененным). Образовались они в результате видоизменения глин под действием большого давления, которое возникает при перемещении верхних слоев земной коры в более глубокие. По химическому составу глинистые сланцы подобны глинам, но отличаются от них физическими свойствами — они обладают высокой плотностью, прочностью и не размокают в воде, подобно глинам.

На глинистое сырье для производства портландцемента нет установленных стандартом технических требований. Однако на основании практического опыта установлены следующие ориентировочные требования к химическому составу глинистых пород, определяющие целесообразность их использования.

Количество СаО не ограничивается. Допустимое содержание MgO зависит от содержания его в известковом компоненте и ограничивается условием получения клинкера для портландцемента с содержанием MgO не более 5°/о. а для магнезиального портландцемента— не более 10%. Количество Si02; А1г03; Feg03 в сочетании с известковым компонентом должно обеспечивать получение необходимых значений коэффициента насыщения, кремнеземного и глиноземного модулей в сырьевой смеси и клинкере (с учетом возможности введения корректирующих добавок).

Желательно, чтобы Na^O и КгО в сумме не превышали 3— 4%, a S03 было не более 1 %.

Увеличение содержания Si02 достигается добавкой высококремнеземистых веществ — трепела, опоки, диатомита. Недостаточное количество в сырьевой смеси окиси железа компенсируется добавкой колчеданистых огарков, железной руды; добавка высокоглиноземных глин (бокситов) позволяет повысить содержание в клинкере глинозема.

Сырьевыми материалами для изготовления портландцементного клинкера являются карбонатные и глинистые горные породы. Главное химическое соединение карбонатных пород (известняка, мела) — карбонат кальция СаСОэ.

Сырьевыми материалами для изготовления портландцемент-ного клинкера служат карбонатные и глинистые горные породы. Главное химическое соединение карбонатных пород (известняка, мела) — карбонат кальция СаСОэ.

Классификация и номенклатура вяжущих веществ, исходные материалы для их производства, добавки.
Обжиг сырьевой смеси. Способы повышения эффективности изготовления клинкера мокрым способом.

Дорожные керамические материалы (клинкер). Клинкер применяют для мощения дорог, тротуаров, кладки фундаментов, сводов и стен
Для изготовления клинкерного кирпича используют главным образом тугоплавкие глины с широким интервалом спекания.

Более эффективно использование роторных мельниц и мельниц самоизмельчения материала с каскадным пересыпанием его кусков в водной среде.
При изготовлении 1 т портландцемента приходится измельчать до 2,5—3 т сырья, угля и клинкера.

У клинкеров заводского изготовления КН колеблется в пределах 0,85—0,95 в зависимости от состава и свойств сырьевых материалов, вида установок для обжига клинкера, условий обжига и других факторов.

Существует два основных способа изготовления клинкера — сухой и мокрый. При сухом способе сырьевые материалы тщательно перемешиваются в сухом состоянии и в печь подают сухую смесь.

В клинкерах заводского изготовления при химическом анализе может обнаружиться так называемый нерастворимый (в НС1) остаток, который состоит обычно из кварцевых частичек, не вступивших в реакцию с СаО во вре-‘ мя
Строительные материалы для строительства дома.

Сырье для производства портландцемента

Портландцемент является основным гидравлическим вяжущим веществом и в настоящее время ши­роко применяется в строительстве. От общего объема цемент­ного производства его выпуск составляет примерно 50%.

Портландцемент — продукт тонкого измельчения цементного клинкера, Который получается обжигом до спекания (t ≈1450°) известковых мергелей или искусственной смеси из известняка (75%) и глины (25%). Для регулирования сроков схватывания при помоле клинкера в него добавляют до 5% гипса, а в целях снижения стоимости цемента — до 15% активной минеральной добавки.

Для крупногабаритных товаров распечатываются большие ценники, которые крепятся на самом товаре или на стеллажах. В случае наличия на товаре штрих-кода производителя его достаточно отсканировать с упаковки. Для этого надо иметь штрих кодовое оборудование, которое предлагает компания A-TRADE, где можно приобрести комплектующие для него и расходные материалы.

В сырье, а следовательно, и в клинкере должно быть строго нормированное содержание четырех основных окислов:
СаО — 63-67%, SiO2 — 21-24%, Аl2O3 — 4-7% и Fе2O3 — 2,5-4%.

Цементные заводы обычно работают на искусственных сме­сях по так называемому «мокрому способу», схема которого представлена на рисунке 13. Сырье, доставленное на завод, сна­чала подвергают предварительному измельчению (известняк — в дробилках, глину — в глиноболтушках), затем густую сметанообразную глинистую массу перемешивают

Рис. 13 Схема производства портландцемента по мокрому способу:
1 — подача известняка из карьера; 2 — дробилка: а — подача глины из карьера; 4 — по­дача воды; 5 — болтушка; 6 — сырьевая мельница; 7 — шламбассейны; 8 — вращающаяся печь; 9 – холодильник; 10 — склад угля; 11 — элеватор; 12 — сушильный барабан; 13 — угольная мельница; 14 — бункер для угольного порошка; 15 — склад гипса; 16 — бункер для гипса; 17 — склад клинкера; 18 — мельница; 19 — силосы для цемента; 20 — упако­вочная машина.

с известняком и полу­ченный шлам с влажностью 35-40% подают в трубные мель­ницы, где смесь подвергается окончательному тонкому измельче­нию. Трубная мельница представляет собой стальной барабан длиной до 13 м и диаметром 2-2,5 м, вращающийся вокруг го­ризонтальной оси и разделенный дырчатыми перегородками на несколько камер. Смесь поступает в барабан через полую цапфу и, постепенно передвигаясь к другому концу мельницы, тонко измельчается стальными шарами различного диаметра, которые находятся в барабане.

Измельченный шлам вытекает из мельницы и при помощи на­сосов транспортируется в шлам-бассейны, откуда поступает на обжиг во вращающиеся печи. Современная вращающаяся печь состоит из стального барабана длиной 125-185 м и диаметром 3-5 м, футерованного внутри огнеупорными материалами. Для облегчения продвижения смеси печь устанавливается с уклоном 4° по длине, вращается она со скоростью до 1 об/мин.

Шлам поступает в верхнюю часть печи, а с противоположной ее стороны нагнетается угольная пыль, при сгорании которой образуются раскаленные дымовые газы, движущиеся навстречу шламу. Медленно продвигаясь к факелу горения (в нижней части печи), сырье постепенно нагревается. Сначала из шлама испаряется вода, затем выгорают органические вещества и, на­конец, при температуре 800° начинает разлагаться углекислый кальций:

При температуре 1000-1100° разложение углекислого кальция полностью заканчивается, и образовавшаяся свободная известь (СаО) начинает соединяться с окислами кремния (SiO2), алю­миния (Аl2О3) и железа (Fе2О3), находящимися в глине. Все эти реакции по мере дальнейшего повышения температуры до 1450° приводят к образованию сложных соединений, носящих общее название клинкерных минералов: 3СаО∙SiO2 — трех-кальциевый силикат, 2СаО∙SiO2 — двухкальциевый силикат; 3СаО∙Аl2O3 — трехкальциевый алюминат и 4СаО∙Аl2O3∙Fе2O3 — четырехкальциевый алюмоферрит. Эти четыре соединения яв­ляются основными частями цементного клинкера, причем первые два составляют примерно 70-80% его общего веса.

Полученный в результате обжига сырья горячий цементный клинкер, представляющий собой спекшиеся камневидные куски, при выходе из печи охлаждается в холодильнике и отправ­ляется на склад для окончательного охлаждения и выдержива­ния (магазинирования) перед помолом. При магазинировании свободная известь, если она содержится в клинкере, гасится вла­гой воздуха, что повышает качество готового цемента.

После выдерживания цементный клинкер тонко измельчается в труб­ной мельнице совместно с добавками или без них, и портланд­цемент отправляется в силосы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×