гидравлические вяжущие вещества см

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе, но и в воде.

По своему химическому составу гидравлические вяжущие вещества представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех видов: СаО-

SiO2-Al2O3-Fe2O3.

Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих: силикатные цементы, состоящие в основном (на 75%) из силиката кальция; к ним относятся

портландцемент и его разновидности – главные вяжущие современного строительства; алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты; главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности;

гидравлическая известь.

Свойства гидравлических вяжущих веществ зависят от гидравлического модуля и температуры обжига сырья.

Гидравлический модуль m выражает содержание основного оксида CaO по отношению к суммарному количеству кислотных оксидов:

Для каждого вяжущего характерен свой гидравлический модуль.

Поскольку воздушная известь изготавливается из известняков лишь с небольшой примесью глинистого вещества, у нее самый большой гидравлический модуль (более 9), у гидравлической извести m=1,7-9.

Портландцемент, получаемый из тщательно составленной искусственной смеси известнякового и глинистого компонента, характеризуется гидравлическим модулем 1,9-2,4.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса (3- 5%).

Клинкер представляет собой зернистый материал, полученный обжигом до спекания (при 14500C ) сырьевой смеси, состоящей из углекислого кальция (известняки различного вида) и алюмосиликаты (глины, мергеля, доменного шлака и др.).

Обеспечению заданного состава и

технологические операции при производстве портландцемента.

Производство портландцемента –

сложный технологический и энергоемкий процесс, включающий:

•добычу в карьере и доставку на завод сырьевых материалов - известняка и глины;

•приготовление сырьевой смеси;

•обжиг сырьевой смеси до спекания – получение клинкера;

•помол клинкера с добавкой гипса – получение портландцемента.

Сырьевые материалы.

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат известняки с высоким содержанием углекислого кальция (мел, плотный известняк, мергели и др.) и глинистые породы (глины, глинистые сланцы), содержащие SiO2, Al2O3 и Fe2O3.

В среднем на 1 т цемента расходуется около 1,5 т минерального сырья; примерное соотношение между карбонатным и глинистым составляющими сырьевой смеси 3:1 (берется около 75% известняка и 25% глины).

В сырьевую смесь вводят добавки, корректирующие химический состав, регулирующие температуру спекания смеси и кристаллизацию минералов клинкера.

Для производства портландцемента все шире используют побочные продукты промышленности. Весьма ценным сырьем являются доменные шлаки, содержащие необходимые для получения клинкера составные части (СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3).

Нефелиновый шлам, получающийся при

производстве глинозема, содержит 25-30% SiO2 и 50-55% СаО; достаточно у нему добавить 15-20% известняка, чтобы получить сырьевую смесь.

Использование нефелинового шлама повышает производительность печей примерно на 20% и снижает расход топлива на 20-25%.

Подготовка сырья.

Приготовление сырьевой массы состоит в тонком измельчении и смешении взятых в установленном соотношении компонентов, что обеспечивает полноту прохождения химических реакций между ними и однородность клинкера.

Приготовление сырьевой смеси осуществляется сухим, мокрым и комбинированным способами.

Сухой способ заключается в измельчении и смешении сухих (или предварительно высушенных) сырьевых материалов, поэтому сырьевая смесь получается в виде минерального порошка, называемого сырьевой мукой

Тонкое совместное измельчение известняка и глины осуществляется в трубных (шаровых) мельницах, в которых совмещаются помол и сушка сырьевых материалов до остаточной влажности 1-2%.

Сырьевую муку направляют в силосы, в них корректируется состав сырья и создается запас, необходимый для бесперебойной работы печей.

Наиболее энергоемкий процесс – декарбонизация сырья – вынесен в специальное устройство – декарбонизатор, в котором он протекает быстрее и где СаСО3 разлагается.

Сухой способ выгоден при использовании известняка и глины с невысокой влажностью (10-15%).

Мокрый способ применяют, если мягкое сырье имеет значительную влажность (мел, глины). Тонкое измельчение и смешение исходных материалов осуществляется в водной среде, поэтому сырьевая смесь получается в виде жидкотекучей массы – шлама с большим содержанием воды (35-45%).

Применение комбинированного способа дает возможность на 20-30% снизить расход топлива по сравнению с мокрым способом.

Сущность этого способа заключается в том, что приготовленный шлам до поступления в печь обезвоживается на специальных установках. Однако при этом возрастает расход электроэнергии, т.е. энергоемкость производства в целом остается высокой.

вращающихся печах.

Вращающаяся печь представляет собой длинный, расположенный слегка наклонно цилиндр, из листовой стали с огнеупорной футеровкой внутри. Длина печей

95-185-230 м, диаметр 5-7 м.