Сырье для цемента: Добавки для цемента – полный справочник строителя (9 фото, 15 видео, 1 таблица)

Сырье для цемента: Добавки для цемента – полный справочник строителя (9 фото, 15 видео, 1 таблица)

Содержание

Сырье для производства портландцемента - Цемент и бетон

Сырье для производства портландцемента

Сырьем для производства портландцемента служат в основном известковые и глинистые материалы, которые берутся в таких пропорциях, чтобы обеспечить определенный химический состав сырьевой смеси, необходимый для правильного обжига. При этом очень важно, чтобы химический состав оставался максимально постоянным, так как даже небольшие отклонения в содержании основных компонентов смеси могут значительно изменить свойства конечного продукта — цемента.

В качестве известковых материалов для производства портландцемента применяются: разновидности известняка, мергель, отходы производства щелочей. Из глинистых материалов используются: глина, глинистый сланец, доменный шлак, зола.

Сырьевые смеси могут состоять из двух и более компонентов. Возможны такие комбинации, как известняк и глина, известняк и «цементный камень», известняк и доменный шлак и др., а также смеси указанных основных компонентов с добавкой кремнезема из песчаника и железной руды, но без известковистых соединений, как, например, волластонит или гранит. В отдельных случаях применяются и смеси с видоизмененным известняком, содержащим известковистые минералы. Эти известняки обычно бывают загрязнены сланцами, глинистыми сланцами, гранитом и другими интрузивными породами, что затрудняет приготовление соответствующей сырьевой омеси для обжига клинкера.

Сырьевые материалы для цементной промышленности иногда содержат нежелательные компоненты.

«Цементный камень» долины Лихай

Главные месторождения «.цементного камня» в США находятся в долине Лихай (Восточная Пенсильвания). Они были открыты в начале нынешнего столетия. «Цементный камень» — это вид глинистого известняка, принадлежащий к так называемой джексонбургской формации и считающийся пригодным для производства хорошего портландцемента без добавки дополнительных материалов. Действительно, по своему химическому составу он вполне подходит для выпуска портландцемента типа I.

«Цементный известняк» долины Лихай

В некоторых районах долины Лихай, где расположены типичные месторождения «цементного камня», находятся залежи и другого вида известняка, тоже джексонбургской формации, который получил название «цементного известняка». Он содержит от 78 до 85% СаС03 и меньше 5% MgC03, т. е. представляет собой идеальное высококальциевое сырье, которое можно смешивать с породой, содержащей сравнительно мало извести. В некоторых карьерах эти два вида цементного сырья залегают близко один от другого, а в ряде мест «цементный известняк» совершенно не встречается.

Химический состав известняковых месторождений долины Лихай и других районов удовлетворял требованиям цементного производства до тех пор, пока выпускался лишь один вид цемента. Но для производства портландцемента типа II пришлось значительно изменить состав сырьевой смеси, что в скором времени привело к истощению многих месторождений высококачественного известняка.

Многие фирмы предпочитают ввозить для своих заводов высококачественный известняк с содержанием СаС03 свыше 90%, чтобы не истощать собственных карьеров, оставляя в них породу с малым содержанием СаС03.

Известняк и глина (или сланец)

На многих цементных заводах применяют сырьевую смесь из известняка и глины (или глинистого сланца). Обычно такие заводы строятся у самых известняковых карьеров и недалеко от месторождений глины или сланца.

Следует иметь в виду, что не всякий известняк пригоден для производства портландцемента. Месторождения известняка, содержащего большие примеси MgC03, обычно не могут быть использованы. Точно так же присутствие включений пирита или гипса может повысить содержание сульфатов в цементе, что нежелательно. Встречаются месторождения мела, засоренного большим количеством кремневой гальки, в связи с чем его трудно использовать для производства цемента.

В тех случаях, когда для составления сырьевой смеси применяется известняк с высоким содержанием извести, его необходимо смешать с глиносодержащими материалами такого химического состава, который мог бы обеспечить получение клинкера заданного состава.

Мергель и глина (или сланец)

Месторождения мергеля, представляющие собой обычно земляные россыпи известняка или мела, смешанные с глиной, сравнительно мало используются цементной промышленностью США. Они эксплуатируются главным образом в штатах Мичиган, Южная Каролина и Миссисипи.

Характер месторождения обычно определяет и способ производства цемента — сухой или мокрый. Типичные мергели способны удерживать от 20 до 34% влаги, поэтому их более выгодно применять при мокром способе производства, смешивая мергель и глину (или сланец) с водой перед помолом. В этом случае для получения однородной сырьевой смеси устанавливают несколько смесительных шламбасоейнов.

Известняк-ракушечник

На заводах, расположенных вдоль Мексиканского залива и на Калифорнийском побережье, в качестве известкового компонента используют известняк-ракушечник. Ракушки добыйаются со дна океана, промываются, просеиваются и смешиваются с глиной или другими материалами для получения сырьевой смеси. Обычно такие заводы работают по мокрому способу, причем шлам иногда характеризуется повышенной водопотреб-ностью, что объясняется наличием морских органических примесей в ракушках.

Доменный шлак

Доменный шлак, отход металлургического производства, состоит в основном из тех же окислов, что и портландцемент: кремнезема, глинозема, окиси железа и извести. Он отличается от портландцемента лишь меньшим содержанием извести.

При изготовлении сырьевой смеси шлак смешивается в расчетных количествах с известняком, измельчается и обжигается в печи как обычно.

Химические отходы

Для замены известняка при производстве портландцемента могут быть использованы отходы производства щелочей или синтетического сернокислого аммония, содержащие осажденную известь или карбонат кальция.

Читать далее:
Обработка шлака и легких заполнителей
Однородность заполнителей для бетона
Установка для обработки породы
Разработка месторождений заполнителей
Испытание отобранных проб заполнителей
Отбор проб
Разведка заполнителей
Поисковые работы
Легкие заполнители
Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне


Цемент: характеристики, виды и свойства | Статьи | Знания

Цементом называют порошкообразное вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами. Производится на основе клинкера, в который в качестве присадок добавляются минеральные добавки, содержащие сульфат кальция. Применяется в основном для приготовления строительных растворов и различных бетонов, которые имеют широкую сферу применения. Принципиальное отличие цементного раствора от других минеральных вяжущих – возможность набирания прочности даже во влажной среде, в то время как другим растворам (например, гипсовому), нужен сухой воздух.

Характеристики и свойства цементов

Для различных видов цемента присущи свои, уникальные характеристики, общими из которых считаются следующие свойства:

  • Стойкость цементного камня к коррозии – способность отвердевшего бетона противостоять агрессивному воздействию химических и щелочных сред. Для улучшения коррозиестойкости, при производстве в состав вводятся полимерные компоненты, снижающие пористость бетона.
  • Водопотребность: потребность сухого материала в определённом количестве воды для набирания необходимой подвижности готового раствора, обусловленной техническими условиями применения. При излишках воды в растворе, его поверхность получается недостаточно прочной, склонной к разрушению.
  • Тонкость помола – основная характеристика дисперсности цемента. Определяется количеством сухого остатка на сите после контрольного просеивания. Тонкость помола влияет на прочностные характеристики цементного камня и себестоимость производства.
  • Морозостойкость: устойчивость к отрицательным температурам, а также многоразовому замораживанию и оттаиванию. Качество цемента зависит от количества циклов, которое может выдержать отвердевший раствор без видимых разрушений. Для увеличения долговечности бетона используются различные минеральные присадки, увеличивающие его морозостойкость.
  • Прочность и предел прочности раствора определяется усилиями (измеряются в МПа), которые необходимо приложить для разрушения опытного образца. В зависимости от этого показателя цемент подразделяется на марки от М300 до М600. Для специальных объектов применяется продукция марки 700 или 1000.
  • Время схватывания определяется началом и окончанием отвердевания раствора. Этот показатель зависит от вида цемента, минеральных компонентов и модификаторов, входящих в состав, а также температурных и влажностных условий.

Выбор цемента: на какие характеристики обратить особое внимание

Все строительно-технические свойства цементов важны при проведении любых работ. Поэтому с уверенностью обозначить наиболее важные характеристики невозможно. Выбор производится по совокупности свойств и характеристик, наиболее полно подходящих для выполнения конкретных строительных или других задач. Именно поэтому существует довольно большое количество различных цементов, как общего, так и специального назначения.

Виды цементов

Классификация цементов на виды осуществляется в зависимости от вида клинкера и дополнительных компонентов, использующихся при изготовлении. Состав также влияет и на основную сферу применения.

Портландцемент

ПЦ – самый распространённый вид строительного материала, имеющий несколько разновидностей. Изготавливается из портландцементного клинкера, основой которого является двух и трёхкальциевый силикат, а также оксиды кремния и кальция.

ПЦ применяется в строительстве для изготовления отделочных и кладочных растворов, приготовления пенобетона, производства ж/б сборных и монолитных конструкций общего назначения.

Быстротвердеющий портландцемент

Одной из разновидностей ПЦ считается быстротвердеющий (БПЦ) материал, в состав которого кроме портландцементного клинкера входят минеральные компоненты, обеспечивающие интенсивный набор прочности на начальном этапе отвердения.

БПЦ применяется при производстве ж/б конструкций без пропаривающих камер, а также при скоростном (безостановочном) темпе строительства для приготовления кладочного раствора.

С гидрофобирующими добавками

Разновидность ПЦ с высокими водонепроницаемыми свойствами, которые достигаются путём введения в состав таких гидрофобных компонентов, как олеиновая кислота, асидол, мылонафт и так далее. Благодаря этим добавкам на поверхности цементного камня образуется гидрофобная плёнка, которая уменьшает гигроскопичность а, следовательно, влагопоглощающие свойства бетона.

Такие присадки используются при изготовлении раствора для фундаментов, ж/б конструкций, эксплуатируемых во влажных и мокрых условиях, в воде или когда есть угроза подтопления.

Цемент с ПАД

Поверхностно-активные добавки вводятся в состав в процессе помола. При перемешивании, ПАД образуют на зёрнах цемента тончайшую плёнку, предотвращающую сцепление частиц между собой. Это придаёт готовому раствору хорошую подвижность и пластичность, делает его удобоукладываемым.

Такой раствор применяется при создании сложных архитектурных конструкций, рельефных композиций, отлива декоративных элементов.

Тампонажный

Белитокремнезёмистый и низкогигроскопичный цементы изготавливаются с применением различных присадок, увеличивающих текучесть жидкого раствора, скорость схватывания и его прочность после окончательного застывания.

Применяются для защиты от грунтовых вод нефте- и газодобычных скважин методом их тампонирования.

Белый

Повышенное содержание таких силикатных и глинозёмистых компонентов, как глина, белый диатомит, каолин, известняк без окислов железа и марганца придают цементу белого оттенка. В процессе производства разогретый клинкер подвергают резкому охлаждению водой, что позволяет повысить белизну продукции.

Белый цемент используется при производстве искусственного камня, различных декоративных сухих смесей, изготовлении скульптур и других декоративных изделий, а также для устройства наливного пола.

Цветной

Если в белый цемент добавить сухой цветовой пигмент, получается цветной материал. Этот способ позволяет добиться практически любого оттенка и насыщенности раствора. Ещё один способ получения цветного портландцемента – технологический обжиг сырья. При определённой температуре клинкер меняет цвет на зелёный, жёлтый и чёрный. Особенность цветного продукта – большая усадка, выпадение солей и медленное затвердевание. Поэтому в раствор обычно добавляются пластификаторы и наполнители.

Применение цветных составов – оформление скульптур, декоративная штукатурка, производство цветной плитки и другие сферы.

Пуццолановый

Этот вид продукции включает в свой состав до 30% минеральных добавок и активные компоненты, которые вступают в химическую реакцию с цементом. Такие добавки делают готовый бетон стойким к сульфатам и пресной воде, а при изготовлении изделий автоклавным методом – очень прочным.

Изделия их пуццоланового цемента чаще всего используются при строительстве подземных или подводных коммуникаций и сооружений, так как они обладают слабой морозостойкостью.

Шлаковый

Гидравлические вяжущие, входящие в этот вид материала, изготавливаются из помолотых шлаков доменных печей и некоторых активизаторов. Железобетонные конструкции, изготовленные из шлакового цемента, отличаются высокой прочностью, а раствор применяется для кладки фундаментов и других конструкций с несущими функциями.

В зависимости от применяемых активизаторов, выделяют два основных вида продукции на основе доменного шлака:

  1. ШПЦ: продукт с добавлением портландцемента и гипсового наполнителя. Шлакопортландцемент отличается медленно нарастающей прочностью, низкой экзотермией и устойчивостью к агрессивным средам. Применяется при строительстве портов и других гидротехнических сооружений.
  2. ИШЦ: материал с добавлением извести, может включать небольшое содержание гипса и портландцемента, что улучшает его прочностные характеристики. Известково-шлаковый материал применяется для изготовления низкомарочного бетона, устойчивого к воздействию пресной воды.

Глинозёмистый

Изготовляется из известняка и других видов сырья, богатых глинозёмом. Помолотое сырьё подвергается термической обработке, поэтому цемент имеет тёмно-коричневый и даже чёрный оттенок. При приготовлении раствора требуется на 10% больше воды, чем для обычного портландцемента. При застывании выделяет тепло.

Глинозёмистый материал используется при проведении зимних строительных работ, аварийного строительства, ремонта мостов, подземных и других коммуникаций. Благодаря высокой огнестойкости, применяется в качестве кладочного раствора при возведении печей, каминов, дымоотводных и вентиляционных каналов.

Расширяющийся

Этот вид цемента обладает уникальной способностью расширяться в процессе твердения. Приращение объёма происходит благодаря химической реакции между вяжущим веществом и специальной добавки. В качестве вяжущего применяется глинозёмистый цемент, гипс, портландцемент и алюминат кальция. Раствор отличается быстрой схватываемостью (в зависимости от вяжущего, от 10 до 30 минут), отличной водонепроницаемостью и прочностью.

Расширяющиеся цементы применяются для изготовления ж/б труб и других изделий, эксплуатация которых предусматривает постоянный контакт с влагой, а также при ремонте различных гидротехнических сооружений и для создания водонепроницаемых швов в строительных конструкциях.

Особенности маркировки

Чаще всего цемент фасуется в мешки по 25 и 50 кг из крафт-бумаги, на которые наносится соответствующая маркировка.

1. Прежде всего, указывается нормативный документ, согласно которому произведён данный вид цемента.

2. Класс цемента по прочности на сжатие: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, означающий максимальное давление в МПа, которое может выдержать опытный образец.

3. Состав входящих компонентов обозначается римскими цифрами:

  • I – портландцемент;
  • II – портландцемент с минеральными добавками;
  • III – шлакопортландцемент;
  • IV – пуццолановый;
  • V – композиционный цемент.

4. Маркировка цемента по видам производится следующими буквенными обозначениями:

  • ПЦ – портландцемент;
  • БЦ – белый;
  • ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый;
  • СС – сульфатостойкий;
  • ПЛ – пластифицированный;
  • ШПЦ – шлакопортландцемент;
  • ГФ – гидрофобный.

5. В зависимости от скорости набирания цементом прочности, наносится следующая маркировка:

  • ЦЕМ I – цемент с максимальной скоростью набора прочности. 50% от проектной прочности набирается меньше чем за 48 часов. Может содержать не более 5% добавок.
  • ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок, влияющих на скорость затвердевания раствора. Чем больше добавок, тем медленнее происходит схватывания.
  • ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью схватывания. Содержит добавок от 36 до 65%.
  • ЦЕМ IV – цемент пуццолановый. Имеет среднюю скорость твердения. Содержит различных добавок от 21 до 35% от общей массы.
  • ЦЕМ V – цемент на основе композиционного сырья со средней скоростью твердения. Содержит небольшое количество дополнительных компонентов (11–30%).

Способы производства цемента

Технология получения цемента включает в себя два этапа:

  1. Получение клинкера. Минеральное сырьё, добытое различными методами, проходит дробилку, где разбивается на куски около 10 см в диаметре. После этого все компоненты, необходимые для производства смешиваются и обжигаются до получения однородной спёкшейся массы: клинкерных шариков.
  2. Перемалывание клинкера в порошок. В клинкерный порошок вводятся дополнительные компоненты, входящие в состав данного вида цемента, после чего производится их перемешивание и дополнительный помол.

В зависимости от физическо-технических характеристик исходного сырья, производство цемента осуществляется по одной из трёх технологий:

  1. Мокрый метод используется при изготовлении цемента из глины, мела и железосодержащих наполнителей. В результате помола сырья в воде, образуется шихта, которая подаётся в барабанные печи. В начальной стадии лишняя влага из шихты испаряется, после чего производится высокотемпературный обжиг. На выходе из печи получают клинкерные шарики, которые затем перемалываются в порошок.
  2. Сухая технология отличается тем, что сырьё перемалывается и подаётся в печь в сухом состоянии.
  3. Комбинированный способ производства может осуществляться двумя методами:
    1. сырьё готовится в воде, а полученная шихта фильтруется от воды, после чего подаётся в печь на обжиг;
    2. сухое сырьё измельчается, после чего увлажняется до образования влажной шихты, которая и отправляется на обжиг.

В связи с высокими энергозатратами при использовании мокрого метода, большинство производителей применяют сухую технологию производства цементного порошка.

Технические стандарты

Технические условия, свойства, характеристики, сферы применения, классификация и другие аспекты регламентируются следующими документами:

Основные производители

Цемент является востребованным строительным материалом, поэтому его производство налажено практически во всех крупных промышленных регионах России. Рассмотрим наиболее крупные предприятия.

«Евроцемент груп» – крупнейший в России холдинг, специализирующийся на производстве строительных материалов. Холдинг насчитывает 16 заводов по производству цемента, расположенных в различных регионах России, а также в странах ближнего зарубежья.

ОАО «Новоросцемент» – крупный отечественный производитель цемента, в 2017 году отмечающий 135 лет со дня образования. Мощности завода позволяют выпускать около 5,7 миллиона тонн цемента, отвечающего международным стандартам качества.

ОАО «ХК „Сибирский цемент“» – цементная компания, входящая в пятёрку крупнейших производителей России. Несмотря на молодость компании (основана в 2004 году), мощности позволяют производить до 5,3 млн тонн цемента.

«Себряковцемент» – компания начала свою историю с ввода в эксплуатацию цементного завода в г. Михайловке в 1953 году, проектная мощность которого составляла 600 тысяч тонн продукции. В наши дни завод полностью модернизирован и рассчитан на выпуск 4,06 млн. т./год, что составляет около 5% всего производства цемента в России.

Сырьевые материалы для производства портландцемента.

Основными сырьевыми материалами для производства портландцемента являются широко распространенные в природе осадочные известняковые горные породы с высоким содержанием углекислого кальция (СаСО ) и глинистые породы с высоким содержанием кремнезёма (SiO ), глинозема (Al O )и окиси железа (Fe O ).

К известняковым породам, применяемым в цементной промышленности России, относятся известняки, мел, известковый туф, известняк-ракушечник и др. Все эти материалы представляют собой первый, так называемый известковый компонент сырьевой смеси.

К глинистым породам относится глина, глинистые сланцы, лёсс и др.; они составляют второй компонент сырьевой смеси – глинистый.

Решение вопроса о пригодности сырьевых материалов для изготовления портландцемента и о выборе способа производства принимается на основе всестороннего изучения химического и минералогического составов сырья и исследования его физико-механических свойств.

Наличие в известковом компоненте большого количества включений кварца или кремниевых прослоек осложняет и удорожает подготовку сырьевой смеси, а так же неблагоприятно отражается на процессе обжига и качества цемента. Известняки с крупными кремниевыми включениями требуют предварительного обогащения.

Сырьевые материалы с высоким содержанием гипса или пирита для производства портландцемента не применяются, так как серного ангидрида в сырьевой смеси должно быть не больше 2%, с тем чтобы его содержание в клинкере не превышало 3%. Превышение этого предела может привести к получению цемента с неравномерным изменением объема в процессе его твердения.

До последнего времени известняки с высоким содержанием окиси магния для производства портландцемента не применялись. Согласно ГОСТ 10178-62 содержание MgO в клинкере не должно превышать 5%. Чтобы обеспечить это условие, суммарное содержание MgO в смеси должно быть не более 3-3.5%. Такое ограничение вызвано тем, что окись магния, находящаяся в клинкере в виде минерала периклаза, в процессе твердения цемента гидратируется медленно, с увеличением в объёме, что с течением времени при большом содержании MgO в цементе может привести к разрушению раствора и бетона.

В 1958г. Был введен в эксплуатацию Ангарский цементный завод, который в качестве известкового компонента использовал в первые годы его работы магнезиальный мраморовидный кристаллический известняк, в качестве глинистого компонента – золу газогенераторной станции химического завода и глинистые отходы, скопившиеся в террикониках при добыче черемховского угля. Из этого сырья получался клинкер с содержанием MgO, весьма жесткие автоклавные испытания цемента на равномерность изменения объема дали положительные результаты. Это первый завод в Советском Союзе, который выпускал в течение ряда лет портландцемент с повышенным содержанием MgO.

До последнего времени считалось, что содержание в клинкере фосфорного ангидрида PO не должно превышать одного процента, так как предполагалось, что он отрицательно влияет на прочностные характеристики цемента. Однако исследованиями русских ученых Н. А. Торопова, А.И. Борисенко, английского ученого Р.У. Нерса и других установлено, что при правильном подборе минералогического состава клинкера содержание P O в нем может достигать без ухудшения свойств цемента 2-2.5%, а при особенно благоприятных условиях - и более. Минералогический состав клинкера должен быть рассчитан таким образом, чтобы весь P O вошел в состав твердого раствора с C S. Необходимо добиться отсутствия в клинкере Р О в виде растворимых в воде фосфатов, сильно замедляющих процесс твердения цемента и снижающих его механическую прочность.

Источником щелочей в клинкере являются обычно глинистые материалы, содержащие остатки полевого шпата, слюды, иллиты, и др. Применение глинистых материалов с высоким содержанием щелочей не желательно, так как использование для изготовление бетона цемента с повышенном количеством щелочей (Na O и K O) в сочетании с заполнителями, имеющими аморфные видоизменения кремнезёма, может привести через известный период времени к разрушению бетонных сооружений.

К наиболее реакционноспособным горным породам и минералам относятся опал, халцедон, андезит, риолит, тридимит, а так же кристобалит, кварцевое стекло и некоторые филлиты. При использовании подобных заполнителей суммарное содержание щелочей в цементе ( в пересчете на Na O) не должно превышать 0.6%.

Повышенное содержание щелочей в сырье нарушает нормальное ведение технологического процесса, в особенности при сухом способе производства, о чем подробно говорится ниже.

Кроме перечисленных выше природных сырьевых материалов, для изготовления портландцемента могут быть использованы отходы других отраслей промышленности: черной и цветной металлургии, газосланцевой промышленности, производства синтетического каучука и др. Так как эти отходы уже подвергались термической обработке, то применение их значительно улучшает технико-экономические показатели работы завода по сравнению с обычными сырьевыми материалами.

Крупными научными исследованиями, проведенными институтами БАМИ, Гипроцемент, Гипрохим и др., установлены возможность и условия использования следующих отходов:

нефелинового или белитового шлама – отхода, получаемого при производстве глинозема из нефелитовых концентратов;

кислого гранулированного доменного шлака, отхода черной металлургии;

сланцевого кокса – отхода газосланцевых заводов, перерабатывающих горючие сланцы на газ;

газогенераторной золы – отхода газогенераторной станции, перерабатывающей горючие сланцы на жидкие продукты перегонки;

газогенераторной золы – отхода газогенераторной станции, перерабатывающих твердое топливо на ряд химических продуктов.

Сырьевая смесь надлежащего химического состава может быть получена из двух компонентов – известкового и глинистого – лишь при особо благоприятном их составе и высокой однородности.

Последнее время в связи с повышением требований к качеству цемента и с увеличением удельного веса высокомарочных цементов заводы всё чаще работают с применением трехкомпанентной и даже четырехкомпанентной смеси. В этом случае сырьевую смесь для получения клинкера заданного минералогического состава вводят в так называемые корректирующие добавки.

Для повышения содержания в сырьевой смеси окислов железа в неё вводят различные железосодержащие добавки: пиритные огарки (отходы сернокислого производства), колошниковую пыль (отход металлургического производства), железную руду и т. п. При получении клинкеров из отходов алюминиевой промышленности для повышения содержания окиси алюминия вводят бокситы.

Активность минеральных добавок чаще всего оценивается по их способности поглощать известь из водного известкового раствора и набухать при этом. В качестве активных добавок могут быть использованы основные и кислые доменные шлаки коксовой плавки литейного, передельных. В последние годы установлена возможность применения для этой цели так же доменных шлаков специальных марганцевых чугунов.

Пригодность доменного шлака для использования в качестве активной добавки определяется его химическим и минералогическим составом, структурой и гидравлическими свойствами. Обычно используют гранулированные доменные шлаки, то есть шлаки, полученные путем искусственного быстрого охлаждения шлакового расплава, выходящего из доменной печи. Быстрое охлаждение придает шлаку гидравлические свойства. В состав доменных шлаков обычно входят окислы KО, SiO , Al O , MgO и Fe O сернистые соединения CaS, MnS и FeS.

Использование хвостов железной руды в качестве сырья для производства портландцементного клинкера

Цементная промышленность в течение некоторого времени искала альтернативное сырье для производства портландцементного клинкера. Целью этого исследования было изучение возможности использования хвостов железной руды (IOT) для замены глины в качестве глиноземисто-силикатного сырья для производства портландцементного клинкера. Для этого были приготовлены два вида клинкера: один был приготовлен IOT; другой был приготовлен из глины в качестве образца.Реакционная способность и горючесть сырьевой муки, минералогический состав и физические свойства клинкера, а также характеристики гидратации цемента были изучены с помощью анализа горючести, дифференциального термического анализа, рентгеноструктурного анализа и анализа гидратации. Результаты показали, что сырая мука, содержащая ИОТ, имела более высокую реакционную способность и горючесть, чем сырая мука, содержащая глину, и использование ИОТ не влияло на формирование характерных минералогических фаз портландцементного клинкера. Кроме того, физико-механические характеристики двух цементных клинкеров были одинаковыми.Кроме того, было обнаружено, что использование IOT улучшает измельчаемость клинкера и снижает теплоту гидратации портландцемента. Эти данные позволяют предположить, что IOT может заменить глину в качестве алюмосиликатного сырья для изготовления портландцементного клинкера.

1. Введение

IOT - это твердые отходы, образующиеся в процессе обогащения при обогащении железной руды, и являются одной из основных проблем загрязнения в горнодобывающей промышленности. Непрерывное развитие черной металлургии привело к увеличению объемов IOT; ежегодно выгружается более 300 миллионов тонн IOT, но полный коэффициент использования IOT все еще составляет менее 10%; накопление запасов по-прежнему является наиболее распространенным и экономичным способом управления IOT [1, 2].Однако огромное количество накопленного IOT создает ряд экологических и социальных проблем. В последние годы IOT как вторичный ресурс привлек большое внимание во многих странах мира. В настоящее время исследования по комплексному использованию ИВ в основном сосредоточены на переработке полезного металла и производстве строительных материалов, среди которых использование ИВ для производства строительных материалов является более эффективным решением для восстановления ресурсов и управления ИВ [3, 4] .Использование IOT в качестве сырья для строительной индустрии не только потребляет большое количество IOT и обеспечивает нулевые выбросы отходов IOT, но также полезно для защиты природных минеральных ресурсов.

Производство портландцементного клинкера требует большого количества природных ресурсов (известняк, глина и т.д.), и глина широко используется в качестве традиционного алюмосиликатного сырья по уважительным причинам [5]. Цементная промышленность претерпела огромное развитие за последние десятилетия, но она вызывает чрезмерную эксплуатацию глинистых ресурсов и значительный ущерб окружающей среде.В настоящее время цементная промышленность сталкивается с проблемой недостаточного снабжения сырьем и защиты окружающей среды, поэтому в течение некоторого времени она ищет альтернативное сырье для производства портландцементного клинкера. Хорошо известно, что различные промышленные твердые отходы использовались в качестве альтернативного сырья при производстве портландцементного клинкера, такие как стальной шлак, зола шлама и керамические отходы [6–9]. Благодаря высокому содержанию кремнезема и железа, IOT можно использовать в качестве силикатного или железосодержащего корректирующего материала при производстве портландцементного клинкера, но потребление IOT довольно низкое.Кроме того, влияние использования IOT в качестве сырья на свойства сырьевой муки и гидратацию портландцемента также редко обсуждалось. По сравнению с использованием IOT в качестве корректирующего материала, использование IOT в качестве алюмосиликатного сырья для производства портландцементного клинкера может потреблять больше IOT и снизить добычу глины; однако пока имеется мало информации о замене глинозема в качестве глиноземистого сырья для изготовления портландцементного клинкера IOT.

В данной статье исследовалась возможность использования IOT для полной замены глины в качестве алюмосиликатного сырья для производства портландцементного клинкера; Свойства сырьевой муки, клинкера и цемента были изучены с помощью анализа горючести, дифференциального термического анализа, рентгеноструктурного анализа и гидратационного анализа. С одной стороны, это может решить экологические проблемы IOT и улучшить комплексную степень использования IOT. С другой стороны, он может стать альтернативным алюмосиликатным сырьем для цементной промышленности.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

В этом исследовании IOT был получен на обогатительной фабрике в провинции Хэнань. Глина была с кирпичного завода в Шияне, а железная руда - с группы Jiugang. Известняк и кварцевый песок были приобретены у компаний Huangshi XinHai Trade Co., Ltd. и Jingyou Sand Co., Ltd. соответственно. В качестве сырья для производства портландцементного клинкера использовались IOT, глина, известняк, кварцевый песок и железная руда. В эксперименте использовались два разных типа алюмосиликатного материала (глина и IOT).Известняковый материал - известняк. Кварцевый песок и железная руда использовались в качестве корректирующих материалов для корректировки содержания силиката и железа в сырьевой муке соответственно.

Основной химический состав сырья показан в таблице 1. Химический состав IOT показан в дополнительном материале, доступном на сайте http://dx.doi.org/10.1155/2016/1596047. Основной компонент IOT и глины аналогичен, а содержание алюминия в IOT довольно высокое, что относится к типу богатых алюминием.Опасными веществами IOT являются SO 3 и Cl, но их содержание очень низкое. Диаграмма XRD (рис. 1) показывает, что основными минеральными фазами IOT являются феррочермакит и анортит, в то время как авгит и клинохлор встречаются как второстепенные фазы. Однако кварц не обнаруживается на рентгенограмме IOT, которая является частым компонентом IOT. SiO 2 в амфиболе и полевом шпате легче комбинировать с CaO в процессе спекания, чем в кварце, что означает, что IOT имеет относительно высокую реакционную способность.Следовательно, IOT представляется подходящим альтернативным алюмосиликатным сырьем для производства портландцементного клинкера.




Материалы Потери SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3

IOT 1.22 45,41 19,07 10,86 12,41 7,23 0,44
Глина 4,34 65,44 17,27 5,53 0,98 1,59 0,10 1,59 L 900 42,97 0,49 0,16 0,05 55,78 0,35 0,12
Кварцевый песок 0,21 97.83 0,52 0,20 0,27 0,10 -
Железная руда 10,23 32,69 8,05 33,60 1,92 2,84 3,50

2.2. Подготовка образцов

Модуль клинкера всегда использовался для контроля производства портландцементного клинкера. Композиционные параметры модуля клинкера перечислены ниже:

Были приготовлены два вида образцов; один был приготовлен с использованием глины в качестве эталона (RM-1), а другой был приготовлен IOT (RM-2).Модули клинкера двух образцов были приведены к одинаковым значениям (KH = 0,90, SM = 2,50 и IM = 1,50). Соотношения компонентов двух образцов в смеси показаны в таблице 2.


Образец IOT Глина Известняк Кварцевый песок Железная руда

РМ-1 - 17,65 77,08 1.38 3,89
RM-2 17,31 - 75,07 6,31 1,31

Кварцевый песок прошел через сито 0,08 мм путем измельчения, потому что крупный кварцевый песок отрицательно влияет на горючесть шрота. Сырьевая мука была сформирована в виде небольших сфер диаметром 15 мм и затем высушена в печи при 105 ° C в течение 1 часа. Эти маленькие сферы обжигались при 1450 ° C в течение 1 часа.После процесса спекания полученные клинкеры быстро охлаждали до комнатной температуры. Полученные клинкеры измельчали ​​с 5% гипса по весу в течение 2 минут в лабораторной колеблющейся мельнице для получения портландцемента.

Цементные пасты были приготовлены для исследования продуктов гидратации портландцементного клинкера. Пасты были приготовлены с отношением воды к твердым веществам 0,3 и отверждены в стандартной камере для отверждения. На 3 и 28 сутки гидратацию паст прекращали спиртом и сушили при 80 ° C в вакуумном сушильном шкафу в течение 24 часов для дальнейшей характеристики.

2.3. Методы испытаний

Химический состав сырья определялся методом рентгеновской флуоресценции (AXIOS).

Минеральный состав IOT, клинкеров и пасты был проанализирован методом дифракции рентгеновских лучей (D / MX-IIIA).

Испытания на горючесть цементной сырьевой муки проводились в соответствии с Китайским национальным стандартом GB / T 26566-2011. Цементную сырьевую муку обжигали при 1350 ° C, 1400 ° C и 1450 ° C в течение 30 минут соответственно. Содержание свободной извести в клинкерах анализировали глицерин-этанольным методом.

Анализ реакционной способности сырьевой муки проводился с помощью дифференциального термического анализа (STA 449F3).

Механические испытания цемента проводились в соответствии с китайским национальным стандартом GB / T 17671-1999.

Физические свойства цемента были исследованы в соответствии с китайским национальным стандартом GB / T 1346-2001.

Теплота гидратации цемента измерялась микрокалориметром (C80, SETARAM). Водоцементное соотношение составляло 0,5, время гидратации составляло 3 дня.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Характеристика сырых продуктов
3.1.1. Реакционная способность сырьевой муки

Реакционная способность сырьевой муки определяется скоростью реакции сырья и связана с его минеральными характеристиками. Реактивность сырой муки изучали методом ДСК. Кривые нагрева методом ДСК для двух образцов представлены на рисунке 2. В процессе спекания образование клинкерных минералов сопровождается эндотермическими и экзотермическими реакциями.Эндотермический пик около 830 ° C объясняется термическим разложением известняка. Экзотермический пик между 1230 ° C и 1260 ° C приписывается реакциям в твердом состоянии, что означает постепенное образование C 3 A, C 4 AF и C 2 S [9]. Эндотермические пики около 1330 ° C приписываются спеканию жидкой фазы и образованию C 3 S. Из рисунка 2 видно, что температура твердофазных реакций RM-2 может быть на 30 ° C ниже. чем РМ-1, но температура разложения известняка и температура спекания жидкой фазы в двух образцах практически одинаковы.Результаты анализа DSC показывают, что использование IOT в качестве алюмосиликатного материала способствует твердофазным реакциям и улучшает реакционную способность сырьевой муки, в то время как это мало влияет на процессы разложения известняка и снижает температуру образования C 3 С. Химический состав IOT, приведенный в дополнительном материале, показывает, что IOT содержит микроэлементы (CuO, TiO 2 , MnO и т. д.), которые могут способствовать твердотельной реакции [10].


3.1.2. Горючесть сырьевой муки

Горючесть сырьевой муки описывает степень сложности образования клинкера в процессе спекания и оценивается по содержанию свободной извести в клинкере. Чем меньше в клинкере свободной извести, тем выше горючесть шрота. Результаты испытаний на горючесть приведены на рисунке 3. Содержание свободной извести в РМ-2 ниже при всех температурах спекания, и реакция процесса спекания после 1350 ° C в основном заключается в образовании C 3 S.Результаты анализа горючести предполагают, что использование IOT улучшило горючесть сырьевой муки и способствовало образованию C 3 S в процессе спекания. Улучшение горючести может быть связано с наличием микроэлементов и особым минеральным составом IOT.


Результаты анализов реакционной способности и горючести показывают, что РМ-2 имеет более высокую реакционную способность и горючесть. По сравнению с глиной, использование IOT в качестве алюмосиликатного сырья для производства портландцементного клинкера может снизить температуру спекания или сократить время спекания в процессе спекания, что может снизить производственные затраты в цементной промышленности.

3.2. Характеристика клинкера
3.2.1. Рентгенограмма клинкера

Рентгеноструктурный анализ двух полученных портландцементных клинкеров приведен на рисунке 4. В обоих клинкерах основными минеральными фазами двух полученных клинкеров были C 3 S, C 2 S, C 3 A и C 4 AF, которые соответствуют характерным минералам типичного портландцементного клинкера [11]. Однако между двумя клинкерами есть небольшая разница в том, что RM-2 содержит меньшее количество C 2 S, что связано с ускорением процесса спекания.Содержание свободной извести в обоих клинкерах очень низкое, поэтому ее нельзя обнаружить на рентгенограмме. Результаты рентгеноструктурного анализа показывают, что использование ИОТ не влияет на формирование характерных минералогических фаз портландцементного клинкера.


3.2.2. Физико-механические испытания

В таблице 3 представлены физико-механические свойства двух произведенных портландцементных клинкеров. Результаты физических испытаний показывают, что использование IOT лишь незначительно повлияло на время схватывания производимого портландцемента.Однако цемент РМ-2 требует большей удельной поверхности и воды. Большая удельная поверхность означает лучшую шлифуемость и приводит к большему расходу воды. Различия в минералогическом составе клинкеров существенно влияют на измельчаемость клинкеров; C 2 S, как известно, является наиболее прочным компонентом всех клинкерных минералов [12]. Измельчение клинкера РМ-2 увеличивается с уменьшением количества C 2 S.


Образец Удельная поверхность (м 2 / кг) Консистенция /% Время схватывания / мин Прочность на изгиб / МПа Прочность на сжатие / МПа
Начальное время Окончательное время 3 дня 28 дней 3 дня 28 дней

RM-1 326.4 23,0 165 225 4,9 8,5 20,7 46,2
RM-2 355,5 23,8 160 235 4,9 8,7 20,8 48,6

Образец портландцемента был изготовлен путем измельчения 95 мас.% Клинкера с 5 мас.% Гипса, и механические свойства полученного образца портландцемента были испытаны на прочность после отверждения. на 3 и 28 дней.Оба раствора дали довольно схожую прочность на изгиб и сжатие за одни и те же дни, а механические характеристики двух клинкеров портландцемента соответствовали характеристикам портландцемента с классом прочности 42,5 МПа, что подтвердило вероятность использования IOT в качестве альтернативного сырья для портландцемента. производство цементного клинкера.

3.3. Характеристика гидратации
3.3.1. Диаграмма XRD пасты

Диаграммы XRD двух паст, гидратированных в течение 3 и 28 дней, представлены на рисунке 5.В обеих пастах продуктами гидратации двух цементных клинкеров являются Ca (OH) 2 и эттрингит. Гидрат силиката кальция (C-S-H) не был обнаружен в течение всего процесса гидратации, предположительно из-за аморфных характеристик самого гидрата силиката кальция [13]. Пики дифракции C 3 S и C 2 S выше в пасте RM-2 через 3 дня, что указывает на то, что скорость гидратации силиката кальция цемента RM-2 ниже. С увеличением времени гидратации пики C 3 S, C 2 S и C 4 AF уменьшаются через 28 дней.


3.3.2. Теплота гидратации цемента

Скорость выделения тепла и теплоты гидратации двух цементных клинкеров за 3 дня показана на рисунке 6. В обоих случаях выделение тепла довольно интенсивное в первые несколько минут прединдукционного периода. Вскоре после этого процесс гидратации задерживается, и скорость выделения тепла быстро снижается в период индукции. Затем появляется второй основной экзотермический пик в результате образования эттрингита и гидратации C 3 S [14].И наконец, в последующий период скорость тепловыделения постепенно снижается. Из рисунка 6 видно, что время окончания индукционного периода для двух цементных клинкеров почти одинаково, конечное время индукционного периода относится к

портландцементному сырью, образец эссе

3 страницы, 1474 слова

портландцемент Химический состав. Портландцемент состоит из четырех основных соединений: три силиката кальция (3 CaOSiO 2), двух силиката кальция (2 CaOSiO 2), триалюмината кальция (3 Coal 2 O 3) и тетра-кальция (4 CaO Al 2 O). 3 Fe 2 O 3).

В сокращенных обозначениях, отличных от обычных атомных символов, эти соединения обозначаются как C 3 S, C 2 S, C 3 A и C 4 AF, где C означает оксид кальция (известь), S означает диоксид кремния, A означает оксид алюминия и F для оксида железа. Также присутствуют небольшие количества несвязанной извести и магнезии, а также щелочи и незначительные количества других элементов. Гидратация. Наиболее важными гидравлическими составляющими являются силикаты кальция C 2 S и C 3 S. При смешивании с водой силикаты кальция реагируют с молекулами воды с образованием гидрата силиката кальция (3 CaO 2 SiO 23 H 2 O) и гидроксида кальция (Ca [ОН] 2).

Этим соединениям даны сокращенные обозначения CSH (представленные средней формулой C 3 S 2 H 3) и CH, и реакция гидратации может быть грубо представлена ​​следующими реакциями: CCH На начальной стадии гидратации исходные соединения растворяются, и при растворении их химических связей выделяется значительное количество тепла. Затем по не совсем понятным причинам гидратация прекращается. Этот период покоя или бездействия чрезвычайно важен при укладке бетона.Без периода покоя не было бы цементовозов, заливку пришлось бы производить сразу после смешивания. После периода бездействия (который может длиться несколько часов) цемент начинает затвердевать, поскольку образуются CH и C-S-H. Это материал, который связывает цемент и бетон.

7 страниц, 3305 слов

Курсовая работа о содержании карбоната кальция в белой и коричневой яичной скорлупе

Во время эксперимента я изучал свой исследовательский вопрос: в какой степени белая и коричневая яичная скорлупа различаются по процентному содержанию карбоната кальция по массе? Карбонат кальция - это вещество, содержащееся в яичной скорлупе, придающее им твердость и прочность.Для коммерческой яичной промышленности очень важно, чтобы на рынок поступало как можно больше яиц. Следовательно, как кальций ...

По мере гидратации вода и цемент постоянно расходуются. К счастью, продукты C-S-H и CH занимают почти такой же объем, как исходный цемент и вода; объем примерно сохранен, а усадка возможна. Хотя приведенные выше формулы рассматривают C-S-H как определенную стехиометрию, с формулой C 3 S 2 H 3, он вовсе не образует упорядоченную структуру однородного состава.C-S-H на самом деле представляет собой аморфный гель с очень изменчивой стехиометрией. Отношение C к S, например, может варьироваться от 1: 1 до 2: 1, в зависимости от конструкции смеси и условий отверждения. Структурные свойства.

Прочность, развиваемая портландцементом, зависит от его состава и степени измельчения. C 3 S в основном отвечает за прочность, развиваемую в первую неделю отверждения, а C 2 S - за последующее увеличение прочности. Соединения оксида алюминия и железа, которые присутствуют только в меньших количествах, не вносят прямого вклада в прочность.Затвердевший цемент и бетон могут испортиться из-за воздействия некоторых природных или искусственных химических веществ. Соединение оксида алюминия наиболее уязвимо к химическому воздействию в почвах, содержащих сульфатные соли или в морской воде, в то время как соединение железа и два силиката кальция более устойчивы. Гидроксид кальция, высвобождающийся при гидратации силикатов кальция, также уязвим для атак.

Поскольку цемент выделяет тепло при гидратации, бетон, помещенный в большие массы, например, в плотины, может вызвать повышение температуры внутри массы на 40 C (70 F) выше внешней температуры.Последующее охлаждение может стать причиной растрескивания. Наивысшая теплота гидратации показана C 3 A, за которым в порядке убывания следуют C 3 S, C 4 AF и C 2 S. Типы портландцемента. Пять типов портландцемента стандартизированы в Соединенных Штатах Американским обществом испытаний и материалов (ASTM): I. Обычный, II.

3 страницы, 1324 слова

Очерк информационного века уже на нас Сырье

Эра информации пришла. Сырье - это единицы и нули.Технология, используемая для переноса единиц и нулей, предоставляет многочисленные возможности для предпринимателей, ученых и инженеров. Телекоммуникации динамично меняют то, как мы работаем, учимся, общаемся и смотрим на общество. Никогда еще в истории так много людей не имели возможности обмениваться идеями, продавать свои ...

Модифицированный. III. Высокая ранняя прочность, IV. Низкая температура и устойчивость к сульфату. В других странах Тип II опускается, а Тип III называется быстротвердеющим.

Тип V известен в некоторых европейских странах как цемент Ferrari. Тип и название ASTM Характеристики Применение. Обычный Нет особых требований Общее строительство (например, тротуары) II. Модифицированный Умеренная сульфатостойкость, умеренная тепловая гидратация. Дренажные системы, морские стены, плиты перекрытия, фундаменты III.

Высокая начальная прочность Повышенная прочность вскоре после заливки Строительство в холодную погоду sIV. Низкое тепло Низкое тепло гидратации Массивные конструкции (например, плотина) V. Сульфатостойкость Высокая сульфатостойкость Фундаменты в высокосульфатных почвах Производство цемента При производстве портландцемента есть четыре стадии: (1) дробление и измельчение сырья, (2) смешивание материалов в правильных пропорциях, (3) обжиг подготовленной смеси в печи и (4) измельчение обожженного продукта, известного как «клинкер», вместе с примерно 5% гипса (для контроля времени схватывания смеси). цемент).

Три процесса производства известны как мокрый, сухой и полусухой процессы и называются так, когда сырье перемалывается во влажном состоянии и подается в печь в виде суспензии, после сухого измельчения и подачи в виде сухого порошка или сухого измельчения. а затем смачивают, чтобы сформировать конкреции, которые подают в печь. Дробление и измельчение Все материалы, кроме мягких, сначала измельчаются, часто в два этапа, а затем измельчаются, обычно во вращающихся цилиндрических шаровых или трубчатых мельницах, содержащих загрузку стальных мелющих шаров.Это измельчение выполняется влажным или сухим, в зависимости от используемого процесса, но для сухого измельчения сырье может сначала быть высушено в цилиндрических ротационных сушилках. Мягкие материалы разрушаются при интенсивном перемешивании с водой в промывных мельницах, образуя тонкую суспензию, которую пропускают через сита для удаления крупногабаритных частиц. Смешивание. Первое приближение химического состава, необходимого для конкретного цемента, получается путем выборочной разработки карьеров и контроля сырья, подаваемого на дробильно-измельчительную установку.Более точный контроль достигается путем вытягивания материала из двух или более партий, содержащих сырые смеси немного различающегося состава.

11 страниц, 5072 слов

Бизнес-план по цементной промышленности в Пакистане

... для обжига в печи. Процесс производства цемента требует больших затрат энергии. При измельчении сырья значительно расходуется электрическая энергия, и ... 680-700 ккал / кг клинкера получают в сушильных печах по сравнению с 1400-1500 ккал / кг клинкера в... Функциональная схема приведена на следующей странице. ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА 1. Сухой процесс (в основном используется в Пакистане) 2. Полумокрый процесс ...

При сухом процессе эти смеси хранятся в силосах; резервуары для жидкого навоза используются в мокром процессе. Тщательное перемешивание сухих материалов в силосах обеспечивается перемешиванием и интенсивной циркуляцией сжатого воздуха. В мокром процессе резервуары для суспензии перемешиваются механическими средствами или сжатым воздухом, или обоими способами. Суспензия, которая содержит от 35 до 45 процентов воды, иногда фильтруется, снижая содержание воды до 20-30 процентов, а затем фильтровальная лепешка подается в печь.Это снижает расход топлива на сжигание. Сжигание Самыми ранними печами, в которых цемент сжигали партиями, были печи для обжига бутылок, за которыми следовали камерные, а затем - шахтные печи непрерывного действия.

Шахтная печь в модернизированной форме все еще используется в некоторых странах, но основным средством сжигания является вращающаяся печь. Эти печи - длиной до 200 метров (660 футов) и диаметром до шести метров в установках мокрого процесса, но короче для сухого процесса - состоят из стального цилиндрического корпуса, футерованного огнеупорным материалом.Они медленно вращаются вокруг оси, наклоненной на несколько градусов к горизонтали. Подача сырья, вводимая в верхнем конце, медленно перемещается по печи к нижнему или огневому концу. Топливом для сжигания может быть угольная пыль, нефть или природный газ, закачиваемый через трубу.

Температура в конце обжига колеблется от около 1,350 до 1 550 ° C (от 2, 460 до 2, 820 ° F), в зависимости от сжигаемого сырья. Теплообменник той или иной формы обычно устанавливается в задней части печи для увеличения теплопередачи к входящему сырью и, таким образом, уменьшения потерь тепла с отходящими газами.Обожженный продукт выходит из печи в виде небольших наростов клинкера. Они попадают в охладители, где тепло передается поступающему воздуху, а продукт охлаждается. Клинкер можно немедленно измельчить до цементации или хранить в штабелях для дальнейшего использования. В полусухом процессе сырье в виде конкреций, содержащих от 10 до 15 процентов воды, подается на решетку с подвижной цепью перед тем, как попасть в более короткую вращающуюся печь.

2 страницы, 645 слов

Очерк инородных материалов в обработанных пищевых продуктах

Посторонние материалы в пищевых продуктах Резюме Это практическое занятие было проведено для изучения единой оценки посторонних материалов в переработанных фруктовых и овощных товарах.Основное внимание уделяется анализу легких загрязнений, и используется метод Вильдмана. Его также называют методом флотации легкой грязи, поскольку пища остается в водном слое и оседает на дне, а легкая грязь ...

Горячие газы, выходящие из печи, всасываются через необработанные конкреции на решетке, предварительно нагревая конкреции. Выбросы пыли из цементных печей могут стать серьезной проблемой. В населенных пунктах обычно и часто обязательно устанавливать циклонные глушители, системы рукавных фильтров или электростатические пылеуловители между выходом из печи и дымовой трубой.Современные цементные заводы оснащены сложным оборудованием для контроля процесса горения. На некоторых заводах пробы сырья отбираются автоматически, а состав сырьевой смеси рассчитывается и регулируется компьютером. Производительность самых больших вращающихся печей превышает 5 000 тонн в день.

Измельчение Клинкер и необходимое количество гипса измельчаются до мелкого порошка в горизонтальных мельницах, подобных тем, которые используются для измельчения сырья. Материал может проходить прямо через мельницу (измельчение в открытом цикле) или более крупный материал может быть отделен от измельченного продукта и возвращен в мельницу для дальнейшего измельчения (измельчение в замкнутом цикле).

Иногда в загружаемый материал добавляют небольшое количество шлифовальной добавки. Для воздухововлекающих цементов добавление воздухововлекающих добавок производится аналогичным образом. Готовый цемент пневматически перекачивается в силосы для хранения, из которых он забирается для упаковки в бумажные мешки или для отправки в контейнерах для массовых грузов.

Описание приложения - Портландцементный бетон - Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожных покрытий

ПОРТЛЕНД ЦЕМЕНТ
БЕТОННОЕ ДВИЖЕНИЕ
Описание приложения

ВВЕДЕНИЕ

Покрытия из портландцементного бетона (PCC) (или жесткие покрытия) состоят из плиты PCC, которая обычно поддерживается гранулированным или стабилизированным основанием, и основания.В некоторых случаях плита PCC может быть покрыта слоем асфальтобетона. Бетон из портландцемента

производится на центральном заводе и доставляется на строительную площадку в транзитных миксерах или дозируется непосредственно в автобетоносмесители, а затем смешивается на строительной площадке. В любом случае PCC затем выгружается, разравнивается, выравнивается и уплотняется, как правило, с использованием оборудования для укладки бетонных скользящих форм.

МАТЕРИАЛЫ

Основные компоненты PCC включают крупный заполнитель (щебень или гравий), мелкий заполнитель (обычно природный песок), портландцемент и воду.Заполнитель функционирует как наполнитель, который связывается вместе затвердевшей пастой портландцемента, образованной в результате химических реакций (гидратации) между портландцементом и водой. В дополнение к этим основным компонентам, дополнительные вяжущие материалы и химические добавки часто используются для улучшения или модификации свойств свежего или затвердевшего бетона.

Заполнитель бетонный

Крупные и мелкие заполнители, используемые в ОКК, составляют от 80 до 85 процентов смеси по массе (от 60 до 75 процентов смеси по объему).Правильная сортировка заполнителя, прочность, долговечность, ударная вязкость, форма и химические свойства необходимы для прочности и рабочих характеристик бетонной смеси.

Портландцемент и дополнительные вяжущие материалы

Портлендские цементы - это гидравлические цементы, которые затвердевают и затвердевают, вступая в реакцию с водой посредством гидратации с образованием каменистой массы. Портландцемент обычно составляет около 15 процентов по весу смеси ОКК. Портландцемент производится путем дробления, измельчения и смешивания выбранного сырья, содержащего в соответствующих пропорциях извести, железо, кремнезем и глинозем.Большинство частиц портландцемента имеют диаметр менее 0,045 мм (сито № 325).

Портландцемент в сочетании с водой образует цементный пастообразный компонент бетонной смеси. Паста обычно составляет от 25 до 40 процентов от общего объема бетона. Воздух также является компонентом цементного теста, занимая от 1 до 3 процентов от общего объема бетона, до 8 процентов (обычно от 5 до 8 процентов) в бетоне с воздухововлекающими добавками. В абсолютном выражении вяжущие материалы составляют от 7 до 15 процентов смеси, а вода - от 14 до 21 процента.

Дополнительные вяжущие материалы иногда используются для изменения или улучшения свойств цемента или бетона. Обычно они включают пуццолановые или самоцементные материалы. Пуццолановые материалы представляют собой материалы, состоящие из аморфного кремнеземистого или кремнисто-глиноземистого материала в тонкоизмельченной (порошкообразной) форме, аналогичной по размеру частицам портландцемента, которые в присутствии воды вступают в реакцию с активатором, обычно с гидроксидом кальция и щелочами. образовывать составы, обладающие вяжущими свойствами.Описание различных видов пуццоланов и их спецификации приведены в ASTM C618. Самоцементирующиеся материалы - это материалы, которые вступают в реакцию с водой с образованием продуктов гидратации без какого-либо активатора.

Дополнительные вяжущие материалы могут влиять на удобоукладываемость, тепло, выделяемое во время гидратации, скорость набора прочности, структуру пор и проницаемость затвердевшего цементного теста.

Зола уноса угля, образующаяся при сжигании битуминозных углей, проявляет пуццолановые свойства.Пары кремнезема также представляют собой пуццолановый материал, почти полностью состоящий (на 85 процентов или более) из очень мелких частиц (в 100 раз меньше, чем портландцемент), которые обладают высокой реакционной способностью.

Угольная зола, образующаяся при сжигании суббитуминозного угля, проявляет самоцементные свойства (не требуются дополнительные активаторы, такие как гидроксид кальция). Точно так же измельченный гранулированный доменный шлак реагирует с водой с образованием продуктов гидратации, которые придают шлаку вяжущие свойства.

Угольная зола и измельченный гранулированный доменный шлак могут быть смешаны с портландцементом перед производством бетона или добавлены отдельно в бетонную смесь (добавка). Пары кремнезема используются исключительно в качестве добавки.

Химические и минеральные добавки

Добавка - это материал, отличный от портландцемента, воды и заполнителя, который используется в бетоне при смешивании для изменения свойств свежего или затвердевшего бетона. Химические добавки делятся на три основные категории.Они включают водовосстанавливающие агенты, воздухововлекающие агенты и закрепляющие агенты. Химические добавки для бетона описаны в ASTM C494.

Водовосстанавливающие агенты - это химические вещества, которые используются для уменьшения количества воды, которое необходимо добавить в смесь, в то же время обеспечивая эквивалентную или улучшенную обрабатываемость и прочность.

Воздухововлечение увеличивает устойчивость бетона к разрушению при замораживании и оттаивании, увеличивает сопротивление образованию накипи (поверхностной дезинтеграции), которое возникает в результате воздействия химикатов для борьбы с обледенением, повышает устойчивость к воздействию сульфатов и снижает проницаемость.Воздухововлечение может быть достигнуто путем добавления воздухововлекающей добавки во время перемешивания. Выпускается множество промышленных воздухововлекающих добавок. Описания и технические характеристики приведены в ASTM C260.

Агенты схватывания могут использоваться для замедления или ускорения схватывания бетона. Замедлители схватывания иногда используются для компенсации ускоряющего воздействия жаркой погоды или для задержки схватывания, когда укладка бетона может быть затруднена. Ускорители применяют, когда желательно как можно быстрее набрать прочность, чтобы выдержать расчетные нагрузки.Хлорид кальция - это активный материал, который чаще всего используется в качестве ускорителя. Агенты схватывания (замедлители схватывания и ускорители) более подробно описаны в ASTM C494.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Заполнитель бетонный

Поскольку заполнители, используемые в бетонных смесях, составляют приблизительно от 80 до 85 процентов бетонной смеси по массе (от 60 до 75 процентов бетонной смеси по объему), используемые заполнители оказывают сильное влияние на свойства и характеристики смеси как в пластичное и затвердевшее состояние.Ниже приводится список и краткий комментарий некоторых из наиболее важных свойств заполнителей, которые используются в бетонных смесях для мощения:

  • Градация - гранулометрический состав частиц заполнителя влияет на относительные пропорции, цементирующие материалы и требования к воде, удобоукладываемость, прокачиваемость, экономичность, пористость, усадку и долговечность. Гранулометрический состав частиц заполнителя должен представлять собой комбинацию размеров, которая приводит к минимуму пустот.
  • Поглощение - абсорбция и состояние поверхностной влаги заполнителей должны быть определены таким образом, чтобы можно было контролировать чистое содержание воды в бетоне.
  • Форма частиц и текстура поверхности - форма частиц и текстура поверхности как крупных, так и мелких заполнителей оказывают значительное влияние на свойства пластичного бетона. Грубые, угловатые или удлиненные частицы требуют больше воды для производства работоспособного бетона, чем гладкие, округлые, компактные заполнители, и в результате этим заполнителям требуется больше вяжущих материалов для поддержания того же водоцементного отношения.Угловые или плохо гранулированные заполнители могут привести к производству бетона, который будет труднее перекачивать, а также труднее отделить. Прочность затвердевшего бетона обычно повышается с увеличением угловатости крупного заполнителя, и следует избегать плоских или удлиненных крупных частиц заполнителя. Округлые мелкие частицы заполнителя более желательны из-за их положительного влияния на удобоукладываемость пластичного бетона.
  • Сопротивление истиранию - сопротивление истиранию заполнителя часто используется как общий показатель его качества.
  • Прочность - устойчивость к замерзанию и оттаиванию необходима для заполнителей бетона и связана с пористостью заполнителя, абсорбцией, проницаемостью и структурой пор.
  • Вредные материалы - заполнители не должны содержать потенциально вредных материалов, таких как комки глины, сланцы или другие рыхлые частицы, а также других материалов, которые могут повлиять на его химическую стабильность, устойчивость к атмосферным воздействиям или объемную стабильность.
  • Прочность частиц - для обычных бетонных покрытий совокупная прочность проверяется редко.Обычно он намного больше и, следовательно, не является таким критическим параметром, как прочность пасты или связь паста-заполнитель. Прочность частиц - важный фактор в высокопрочных бетонных смесях.

В Таблице 24-5 представлен список стандартных методов испытаний, которые используются для оценки пригодности обычных минеральных заполнителей для дорожных покрытий из портландцементного бетона.

Таблица 24-5. Процедуры испытаний бетонных заполнителей.

Имущество Метод испытаний Номер ссылки
Общие технические условия Бетонные заполнители ASTM C33
Готовый бетон ASTM C94 / AASHTO M157M
Бетон, полученный методом объемного дозирования и непрерывного перемешивания ASTM C685 / AASHTO M241
Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям ASTM C125
Градация Размеры заполнителя для строительства дорог и мостов ASTM D448 / AASHTO M43
Ситовой анализ мелкого и крупного заполнителя ASTM C136 / AASHTO T27
Поглощение Удельный вес и абсорбция крупного заполнителя ASTM C127 / AASHTO T85
Удельный вес и абсорбция мелкозернистого заполнителя ASTM C128 / AASHTO T84
Форма частицы и текстура поверхности Плоские и удлиненные частицы в крупном агрегате ASTM D4791
Содержание неплотных пустот в мелкозернистом заполнителе
(Под влиянием формы частицы, текстуры поверхности и градации)
ASTM C1252 / AASHTO TP33
Индекс формы и текстуры агрегатных частиц ASTM D3398
Сопротивление истиранию Устойчивость к разрушению крупнозернистого заполнителя в результате истирания и ударов в машине в Лос-Анджелесе ASTM C535
Устойчивость к разрушению мелкозернистого грубого заполнителя в результате истирания и удара в машине Лос-Анджелеса ASTM C131 / AASHTO T96
Прочность Совокупный индекс прочности ASTM D3744 / AASHTO T210
Прочность заполнителей при использовании сульфата натрия или сульфата магния ASTM C88 / AASHTO T104
Прочность заполнителей при замораживании и оттаивании AASHTO T103
Вредные компоненты Петрографическое исследование заполнителей бетона ASTM C295
Органические примеси в мелкозернистом заполнителе для бетона ASTM C40
Куски глины и рыхлые частицы в агрегатах ASTM C142
Пластиковая мелочь в отсортированных заполнителях и почвах с использованием теста на эквивалентность песка ASTM D2419
Стабильность объема Возможное изменение объема комбинаций цемент-заполнитель ASTM C342
Ускоренное обнаружение потенциально опасного расширения строительных растворов из-за щелочно-кремнеземной реакции ASTM C227

Портлендский цемент и дополнительные вяжущие материалы

Хотя он составляет от 7 до 15 процентов от абсолютного объема бетонной смеси, это затвердевшая паста, которая образуется в результате гидратации цемента при добавлении воды, которая связывает частицы заполнителя вместе с образованием каменной массы.Следовательно, свойства бетона в пластичном и затвердевшем состоянии в значительной степени зависят от свойств цементирующего материала, который может состоять только из портландцемента или смеси портландцемента с дополнительными вяжущими материалами. Некоторые из наиболее важных свойств цементного вяжущего включают:

  • Химический состав - различия в химическом составе, особенно с дополнительными вяжущими материалами, которые могут быть менее однородными, чем портландцемент, могут повлиять на начальную и конечную прочность, выделяемое тепло, время схватывания и устойчивость к вредным материалам.
  • Тонкость помола - Тонкость цемента или дополнительных вяжущих материалов влияет на тепловыделение и скорость гидратации. Более мелкие материалы реагируют быстрее, с соответствующим увеличением раннего развития прочности, в основном в течение первых 7 дней. Тонкость также влияет на удобоукладываемость, поскольку чем мельче материал, тем больше площадь поверхности и сопротивление трению пластичного бетона.
  • Прочность - относится к способности цементного теста сохранять свой объем после схватывания и относится к присутствию чрезмерного количества свободной извести или магнезии в цементе или дополнительном вяжущем материале.
  • Время схватывания - время схватывания цементного теста является показателем скорости, с которой происходят реакции гидратации и увеличивается прочность, и может использоваться в качестве индикатора того, подвергается ли паста нормальным реакциям гидратации.
  • False Set - ложное схватывание или преждевременное затвердевание цементного теста проявляется в значительной потере пластичности без выделения тепла вскоре после замешивания бетона.
  • Прочность на сжатие - прочность на сжатие зависит от состава и крупности цемента. Прочность на сжатие для различных цементов или цементных смесей устанавливается путем испытания на прочность на сжатие кубиков раствора, приготовленных с использованием стандартного песка.
  • Удельный вес - удельный вес не является показателем качества цемента, но требуется для расчета конструкции бетонной смеси. Удельный вес портландцемента составляет примерно 3.15.

Таблица 24-6 предоставляет список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки конструкции смеси или ожидаемых характеристик портландцемента и дополнительных вяжущих материалов для использования в бетонных смесях для дорожных покрытий.

Таблица 24-6. Процедуры испытаний портландцемента и дополнительных вяжущих материалов.

Имущество Метод испытаний Номер ссылки
Общие технические условия Портлендский цемент ASTM C150
Гидравлический цемент с добавками ASTM C595
Расширяющийся гидравлический цемент ASTM C845
Использование пуццолана в качестве минеральной добавки ASTM C618
Технические характеристики измельченного доменного шлака ASTM C989
Характеристики микрокремнезема ASTM C1240
Химический состав Химический анализ гидравлических цементов ASTM C114
Тонкость Тонкость гидравлического цемента на 150 мкм (№100) и 75 мкм (№ 200) сита ASTM C184 / AASHTO 128
Тонкость помола гидравлического цемента и сырья по ситам 300 мкм (№ 50), 150 мкм (№ 100) и 75 мкм (№ 200) мокрыми методами ASTM C786
Тонкость помола гидравлического цемента на сите 45 мкм (№ 325) ASTM C430 / AASHTO T192
Тонкость помола портландцемента с помощью прибора для определения воздухопроницаемости ASTM C204 / AASHTO T153
Тонкость портландцемента по мутномеру ASTM C115 / AASHTO T98
Прочность цемента Расширение автоклава портландцемента ASTM C151 / AASHTO T107
Время схватывания Время схватывания гидравлического цемента иглой Вика ASTM C191 / AASHTO T131
Время схватывания гидравлического цемента иглами Гиллмора ASTM C266 / AASHTO T154
Время схватывания гидравлического цементного раствора модифицированной иглой Вика ASTM C807
Ложный набор Раннее затвердевание портландцемента (метод раствора) ASTM C359 / AASHTO T185
Раннее укрепление портландцемента
(Метод вставки)
ASTM C451 / AASHTO T186

БЕТОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Пропорции бетонных смесей для дорожных покрытий определяются в лаборатории во время испытаний конструкции смеси.Это включает определение оптимальных характеристик смеси как в пластичном, так и в затвердевшем состоянии, чтобы гарантировать, что смесь может быть правильно размещена и консолидирована, доведена до требуемой текстуры и гладкости и будет иметь желаемые свойства, необходимые для характеристик дорожного покрытия. Правильно спроектированные, уложенные и затвердевшие бетонные смеси для мощения следует оценивать на предмет следующих свойств:

Свежий бетон (пластик)

  • Slump - просадка указывает на относительную консистенцию пластичного бетона.Бетон пластичной консистенции не крошится, а медленно течет без расслоений.
  • Технологичность - удобоукладываемость - это мера простоты укладки, уплотнения и отделки свежезамешенного бетона. Бетон должен быть податливым, но не расслаиваться и не растекаться.
  • Время схватывания - знание скорости реакции между вяжущими материалами и водой (гидратация) важно для определения времени схватывания и затвердевания. Время схватывания бетонных смесей не коррелирует напрямую со временем схватывания цементного теста из-за потери воды и разницы температур.
  • Air Content - количество захваченного или захваченного воздуха в пластиковом бетоне может повлиять на удобоукладываемость бетонной смеси и снизить ее склонность к кровотечению.

Закаленный бетон

  • Прочность - бетонные покрытия должны обладать достаточной прочностью на изгиб, чтобы выдерживать расчетные транспортные нагрузки (повторение нагруженных осей), которые будут применяться в течение срока службы объекта.Хотя прочность на сжатие также можно измерить, прочность на изгиб более важна для конструкции и характеристик бетонных покрытий.
  • Плотность - плотность бетонных смесей для мощения варьируется в зависимости от количества и относительной плотности заполнителя, количества захваченного или захваченного воздуха, а также содержания воды и вяжущих материалов в бетоне.
  • Прочность - затвердевшее бетонное покрытие должно быть устойчивым к повреждениям от замерзания и оттаивания, намокания и высыхания, а также химического воздействия (например,г., из хлоридов или сульфатов в солях для борьбы с обледенением).
  • Air Content - готовый и затвердевший бетон должен иметь достаточно воздуха, захваченного затвердевшим цементным тестом, чтобы выдерживать циклы замораживания и оттаивания.
  • Сопротивление трению - для безопасности пользователя поверхность открытого бетонного покрытия должна обеспечивать соответствующее сопротивление трению и стойкость к полировке при движении. Сопротивление трению зависит от используемых заполнителей и прочности бетона на сжатие.
  • Стабильность по объему - бетонные смеси для мощения должны быть объемно стабильными и не должны расширяться из-за реакционной способности заполнителя щелочей. Бетонные смеси для мощения не должны давать чрезмерной усадки при высыхании.

Таблица 24-7 предоставляет список стандартных лабораторных испытаний, которые в настоящее время используются для оценки конструкции смеси или ожидаемых характеристик бетонных смесей для дорожного покрытия.

Таблица 24-7. Процедуры испытаний бетонных материалов для мощения.

Имущество Метод испытаний Номер ссылки
Общие технические условия Готовый бетон ASTM C94 / AASHTO M157
Бетон, полученный методом объемного дозирования и непрерывного перемешивания ASTM C685 / AASHTO M241
Бетонные заполнители ASTM C33
Терминология, относящаяся к бетону и бетонным заполнителям ASTM C125
Использование пуццолана в качестве минеральной добавки ASTM C618
Технические характеристики измельченного доменного шлака ASTM C989
Химические добавки для бетона ASTM C494
Воздухововлекающие агенты ASTM C260
Характеристики микрокремнезема ASTM C1240
Спад Осадка гидравлического цементного бетона ASTM C143 / AASHTO T119
Технологичность Растекание бетона ASTM C232 / AASHTO T158
Увлажнение и закрепление Время схватывания бетонных смесей по сопротивлению проникновению ASTM C403
Прочность Прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона ASTM C39 / ASHTO T22
Прочность бетона на изгиб
(Использование простой балки с нагрузкой в ​​третьей точке)
ASTM C78 / AASHTO T96
Прочность на растяжение цилиндрических образцов бетона ASTM C496 / AASHTO T198
Содержание воздуха Определение параметров системы воздух-пустота в твердом бетоне под микроскопом ASTM C457
Содержание воздуха в свежезамещенном бетоне методом давления ASTM C231 / AASHTO T152
Содержание воздуха в свежезамешенном бетоне объемным методом ASTM C173 / AASHTO T196
Удельный вес, текучесть и содержание воздуха в бетоне ASTM C138
Плотность Удельный вес, поглощение и пустоты в затвердевшем бетоне ASTM C642
Прочность Устойчивость бетона к быстрому замерзанию и оттаиванию ASTM C666
Устойчивость к образованию накипи на бетонных поверхностях, подверженных воздействию химикатов для борьбы с обледенением ASTM C131 / AASHTO T96
Стабильность объема Изменение длины затвердевшего гидроцементного раствора и бетона ASTM C157
Изменение длины бетона из-за реакции щелочно-карбонатной породы ASTM C1105

СПРАВОЧНИКИ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Руководство ACI по бетонной практике, часть 1 - Материалы и общие свойства бетона .

Об авторе

alexxlab administrator

Оставить ответ