2 Стадия. Обжиг.

Тщательно подготовленную сырьевую смесь подают на обжиг во вращающуюся печь, которая представляет собой стальную трубу диаметром до 7 метров и длиной до 185 метров. Изнутри труба выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3-4^) углом к горизонту и вращается (1-2 об/мин), благодаря чему сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига 1450^С. Вращающаяся печь условно разделена на шесть зон:

I – зона называется зоной спекания, в ней испаряется физически связная вода и температура составляет менее 200^С

II – зона подогрева, температура 200-700^С, здесь происходит удаление химически связной воды из глин.

III – зона декорбанизации, температура 700-1000^С. Происходит разложение карбонатов CaCO₃ = СаО +СО₂

IV – зона экзотермических реакций, температура 1100-1250^С, где образуются С₂S, С₃А, C₃AF.

V – зона спекания, температура 1250-1450^С при которой образуется самый энергоемкий алит С₃S.

VI – зона охлаждения, температура ниже 1450^С. На этой стадии получают клинкер в виде зеленовато серых гранул размером от 10до 40 мм.

Рисунок 1 – Схема вращающейся печи

Помол. Клинкер совместно с добавкой 3…5% гипса для регулирования сроков схватывания цемента размалывают в тонкий порошок – портландцемент в многосекционных шаровых мельницах под воздействием меряющих тел –стальных шаров или цилиндров. Готовый портландцемент охлаждают в течение нескольких дней, затем поставляют потребителю в автоцементовозах, железнодорожных вагонах или в мешках по 50 и менее кг.

Основные свойства и технические характеристики портландцемента.

Истинная плотность = 3-3,2 г/см³

Насыпная плотность _н = 900-1100 кг/м³

Тонкость помола определяется при просеивании через сито №008 (размер отверстий 0,08мм) должно проходить не менее 85%. Тонкость помола характеризуется удельной поверхностью – суммарной поверхностью всех зерён цемента, содержащихся в 1 грамме. Обычные цементы имеют удельную поверхность 2800-3000 см²/г.

Водопотребность оценивает, то количество воды, которое необходимо для протекания реакции гидратации и для придания цементному тесту необходимой пластичности. Для протекания реакции гидратации нужно примерно 15% воды, но её берут больше, для того чтобы цементное тесто было пластичным и однородным, обычно колеблется от 21-28%.

Определяется водопотребность нормальной густотой – водоцементным отношением (в/ц) в %, при котором цементное тесто обладает стандартной пластичностью, определяемой прибором Вика.

Сроки схватывания портландцемента, рассчитываемые от момента за творения, должны быть: начало – не ранее 45 минут; конец – не позднее 10 ч.

Твердение можно ускорить или замедлить. Ускорители: NaCL, CaCL_2, Ca(NO₃)₂, замедлители: гипс, сульфат железа и т.д.

Выделение тепла при твердении.

Большое количество тепла при твердении выделяют алит С₃S и С₂А. Значительно меньшее тепловыделение у белита (С₂S) и четырёхкальциевого алюмоферрита (С₄АF). Тепловыделение играет большую роль в массивных конструкциях, в которых желательно применять цементы, выделяющие небольшое количество тепла.

Влияние температуры на твердение цемента.

При снижении температуры скорость реакции твердения уменьшается, и твердение замедляется, а при температуре ниже нуля прекращается, так как вода превращается в лёд. При последующем оттаивании твердение возобновляется, но прочность такого цемента гораздо ниже. Повышение температуры ускоряет твердение цемента, но только в случае поддержания высокой влажности среды, чтобы избежать не испарение воды.

Прочность.

Прочность цемента оценивается маркой.

За марку цемента принимают пределы прочности при изгибе образцов- балочек 4х4х16 см и сжатии их половинок. Балочки изготавливают из цементно-песчаного раствора (состав 1:3)стандартной консистенции и испытывают через 28 суток нормального твердения (при комнатной температуре и влажности близкой к 100%).

Выпускают портландцемент четырёх марок 300,400, 500 и 600(цифра соответствует средней прочности образцов при сжатии выраженной в кгс/см²).

Марка цемента определяется сразу после выпуска цемента на цементном заводе, но цемент вследствие транспортировки или длительном хранении может гидратироваться и прочность его падает. Проводя прочностные испытания аналогичные проведению марки, находят активность цемента.

Активность цемента – это то, что осталось то марочной прочности на данный момент времени.

Паспортизация цемента.

Паспорт цемента должен содержать:

1. Название завода изготовителя.

2. Дату.

3. Массу партии цемента.

4. Его полное название.

5. Вид и количество добавки.

6. Нормальную густоту.

7. Марку.

8. Среднюю активность цемента при пропаривании.