Характеристика и виды портландцемента. Сырьевые материалы для производства портландцемента: карбонатные породы, глинистые породы, доменные шлаки, корректирующие добавки. Способы производства портландцемента: сухой и полусухой, мокрый и комбинированный.
Аннотация к работе
Цемент - один из важнейших строительных материалов, предназначенных для бетонов и строительных растворов, скрепление отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляций и др. Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде. Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного размола портландцементного клинкера, гипса для регулирования сроков схватывания и добавок. Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в клинкере силикатов кальция.Наряду с портландцементом в соответствии с ГОСТ 10178-62 выпускаются многие другие виды цементов: быстротвердеющие, сульфатостойкие, пластифицированные, гидрофобные, портландцемент с умереннойэкзотермией, пуццолановые портландцементы, шлакопортландиементы, шлаковый магнезиальный портландцемент, портландцемент для бетонных покрытий автомобильных дорог. В соответствии с другими стандартами выпускаются тампонажный и белый портландцементы и портландцемент для производства асбестоцементных изделий. Клинкер такого состава с повышенной добавкой гипса дает цемент, отвечающий требованиям стандарта. Повышение тонкости помола цемента существенно ускоряет провесе его твердения, поэтому быстротвердеющий цемент можно также получать путем тонкого помола (до удельной поверхности 4000-4500 см2 /г) клинкера обычного минералогического состава, но с несколько повышенным содержанием C3S (не менее 50%) при предельной добавке гипса (содержание SO3 в цементе не должно превышать 3, 5%). Этот цемент изготовляется из клинкера нормированного минералогического состава и предназначается для изготовления бетонных и железобетонных конструкций наружных зон гидротехнических сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии, при одновременном систематическом попеременном увлажнении и высыхании или замораживании и оттаивании.Для производства портландцемента клинкера используются в основном карбонатные и глинистые породы. Сырьевая смесь должна обеспечить получение заданного химико - минералогического состава клинкера. Оптимальным для цементной промышленности является сырье, обладающее следующими свойствами: 1. Постоянством химического состава при таком содержании главных клинкерообразующих оксидов, которое бы позволяло готовить сырьевые смеси из минимального числа компонентов;К ним относятся известняк, мел, мрамор, известняк-ракушечник, известковый туф. Повышенное содержание доломита и гипса нежелательно, т. к. содержание MGO в клинкере не должно превышать 5%. Процентное содержание карбонатной породы в составе сырьевой смеси составляет 70-80%. По происхождению различают известняки органогенные - продукты деятельности микроорганизмов, химические - полученные осаждением из растворов и обломочные - продукты переотложения разрушенных известковых пород. При содержании глинистых минералов до 30% известняк называют глинистым, выше, 30%-мергелем, с примесью доломита-доломитизированным.Глины - природный землистый тонкодисперсный материал, который при смешивании с водой становится пластичным. К ним относятся собственно глины, аргиллиты, сланцы, лесс, бентонит, суглинки. В составе глин различают глинистую часть, неглинистую, органический материал, обменные ионы и растворимые соли. Лесс-землистая рыхлая порода, состоящая из пылевидных частиц кварца, полевого шпата, слюд, каолинита, кальцита. В глинах присутствует SIO2 в различных формах, оксиды железа, кальцит, плавиковый шпат, доломит, гипс, слюда.Гранулированные ЭТФШ состоят в основном из стекла и волластонита CS, отвальные - из псевдоволластонита, ранкинита, флюорита, силикофосфата. Крупнейшим потребителем является АО «Шымкентцемент» (более 0, 5 млн. т), где шлаки используются в качестве компонента сырья при дополнительном питании печи с холодного конца, а также в качестве активной минеральной добавки. В АО «Шымкентцемент» для стабильной подачи шлака во все 6 печей O 4 х 150 м построена стационарная транспортная линия от шлакосушильного отделения до питателей на холодном конце печи. Производительность печных агрегатов увеличилась с 35 до 38 - 39 т/час или более чем на 10%, снизился удельный расход топлива, увеличился выпуск клинкера и цемента. Шлаки Джамбулского ПО «Химпром» и Чимкентского ПО «Фосфор» используются в качестве компонента сырьевого шлама, и осуществляется дополнительное питание печей фосфошлаком с холодного конца.Сырьевые материалы должны иметь достаточно однородный химический состав по простиранию и глубине месторождения.
План
Содержание
Введение
1. Характеристика портландцемента
2. Виды портландцемента
3. Сырьевые материалы для производства портландцемента
3.1 Карбонатные породы
3.2 Глинистые породы
3.3 Доменные шлаки
3.4 Корректирующие добавки
3.5 Комплексное использование сырья и техногенных продуктов
4. Способы производства портландцемента
4.1 Сухой способ
4.2 Полусухой способ
4.3 Мокрый способ
4.4 Комбинированный способ
5. Основные свойства портландцемента
6. Область применение портландцемента
Заключение
Список литературы производство портландцемент
Введение
Цемент - один из важнейших строительных материалов, предназначенных для бетонов и строительных растворов, скрепление отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляций и др. Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.
Производство цемента обусловлено необходимостью его производства для применения в главным образом в строительстве. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью.
Технология цементное производство позволяет использовать в нем отходы добывающей, металлургической отраслей, а также побочные продукты этих производств. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента с производством металлов.
Существует много подвидов цемента. Они отличаются друг от друга конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов добавок.
Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного размола портландцементного клинкера, гипса для регулирования сроков схватывания и добавок. Марку п. ц. определяют при испытании на сжатие стандартной цементной палочки размерами 4*4*16 см.
Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в клинкере силикатов кальция. Гипс при помоле клинкера должен добавляться в таком количестве, чтобы содержание SO в портландцементе было не менее 1, 5% и не более 3, 5%. Каждый процент гипса (CASO • 2Н О) вносит в цемент 0. 47% SO.
Портландцемент может выпускаться без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15% от веса цемента. Два придания цементу специальных свойств (пониженной водопотребности, повышенного воздухосодержания, гидрофобных свойств и т. д.) в пемент могут вводиться специальные добавки.
В ответствии с ГОСТ 10178-62, вводимым в действие с 1 ян-1964 г. вырабатываемый портландцемент будет делиться на пять марок: 250, 300, 400, 450 и 500.
Главнейшими окислами, входящими в состав портландцементного клинкера, являются: CAO, SIO, ALO, FEO. Кроме того, в состав клинкера обычно входят: MGO, ИНОГДАТІО, окислы марганца, присутствующие в том случае, когда одним из сырьевых компонентов для получения клинкера является доменный шлак, Р О, (обычно в незначительном количестве) и щелочи - Na О К О. Портландцементный клинкер имеет сложный минералогический состав. Он состоит из ряда кристаллических фаз и клинкерного стекла, отличающихся друг от друга по химическому составу и оптическим свойствам. Основными минералами клинкера являются: алит - ЗСАО • SIO (CAS), белит - -модификация 2САО • SIO (CS), трехкальциевый алюминат - ЗСАО • А1 О (С А) и алюмоферриты кальция переменного состава, находящегося обычно в пределах
8САО • ЗА1 O • Fe O: 4САО • А1 О • Fe О (С А F - С AF).
Количество указанных минералов в заводских портландцементных клинкерах находится в пределах (в%) : C S - 42-60
C S - 15-35
C A - 5-14
C AF - 10-16
Суммарное содержание указанных минералов составляет обычно 95-98%. Эти минералы принято подразделять на минералы-силикаты - CS CS и минералы-плавни - С А С F. Соотношение между минералами-силикатами и минералами-плавнями в клинкерах колеблется в сравнительно узких пределах. Кроме того, в клинкере присутствует незакристаллизованное клинкерное стекло, имеющее переменный состав и содержащее значительнее величество А1 О и Fe О. Реже встречается алюминат состава 5САО ЗА1 О. Второстепенными минералами клинкера являются свободная окись кальция (свободная известь) и свободная окись магния в виде периклаза. Щелочные окислы могут находиться в виде силиката К O • 23САО •12SIO, алюмината Na О • 8САО • ЗА1 О, сульфатов натрия и калия; они входят также в состав клинкерного стекла.
Алит в тонких шлифах имеет вид прозрачных бесцветных гексагональных табличек или призм со спайностью в одном направлении. В скрещенных николях микроскопа окраска алита темно-серая или светло-серая; при отраженном свете в непрозрачных шлифах она изменяется от светло-серой до темно-серой или синевато-серой. Белит имеет сложную двойниковую структуру, в отраженном свете его кристаллы отличаются от алита более светлой окраской и округлыми очертаниями зерен. Трехкальциевый алюминат в проходящем свете имеет вид изотропных шестиугольных пластинок, а в отраженном свете после травления шлифа 1% -ым спиртовым раствором HNO, имеет вид прямоугольных кристаллов. Алюмоферрит кальция в проходящем свете имеет вид длинновытянутых призматических кристаллов или мелких округлых зерен с желто-бурой или бурой окраской. В отраженном свете в непрозрачных шлифах кристаллы этих минералов обладают наиболее светлой окраской благодаря их высокой отражательной способности.
Клинкерное стекло после травления 1% -ным спиртовым раствором HNO и повторного травления 10% -ным раствором КОН имеет вид в отраженном свете темных включений неправильной формы.
Одним из важных свойств минералов портландцементного клинкера является их способность при воздействии воды образовывать новые водные соединения, которые с течением времени приобретают высокую механическую прочность. Клинкерные минералы после затворения цемента водой подвергаются реакциям гидратации и гидролитической диссоциации, протекающим с различной скоростью. Основными продуктами этих реакций являются гидроалюминаты и гидроферриты кальция, а также гидрат окиси кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Получающиеся гидроалюминаты кальция вступают во взаимодействие с гипсом с образованием комплексного соединения - гидросульфоалюмината кальция.
По скорости гидратации клинкерные минералы могут быть расположены (в порядке уменьшения скорости гидратации) в следующий ряд: трехкальциевый алюминат, четырехкальциевыйалюмоферрит, трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат. Очень медленно протекает гидратация периклаза. Таким образом, минералогический состав клинкера является основным фактором, влияющим на скорость протекания химических реакций, происходящих при твердении цемента, на время для получения высокой механической прочности и на другие технические его свойства.
Длительное воздействие воды и водных растворов минеральных солей на бетонные сооружения, выполненные с применением портландцемента, вызывает коррозию бетона, которая при неблагоприятных условиях может привести к полному его разрушению. Наибольшее разрушительное действие оказывают минерализованные воды - морские, озерные, грунтовые и др., содержащие значительное количество солей MGSO, NASO, CASO, MGCL. Последние, взаимодействуя с новообразованиями в твердеющем цементе, нарушают нормальную структуру цементного камня. Так, например, растворенные в воде сульфаты, взаимодействуя с гидратом окиси кальция твердеющего цемента, образуют сернокислый кальций, кристаллизующийся в порах цементного камня со значительным увеличением объема. При большой концентрации сульфатов в водной среде это приводит к появлению внутренних напряжений в бетоне, влекущих за собой вначале растрескивание, а затем полное его разрушение.
Кроме того, накапливающийся в бетоне сернокислый кальций вступает во взаимодействие с гидроалюминатом кальция твердеющего цемента, образуя гидросульфоалюминат кальция, плохо растворимый в воде. Если эта реакция протекает в жидкой фазе, то она не имеет вредных последствий. При взаимодействии же сернокислого кальция с кристаллическимгидроалюминатом рост кристаллов образующегося сульфоалюмината вызывает появление в бетоне разрушительных внутренних напряжений.
Для защиты бетона от действия минерализованных вод применяют цемент специального минералогического состава со значительно уменьшенным содержанием ЗСАО • А1 О и пониженным содержанием ЗСАО • SIO; в состав цемента вводят гидравлические добавки, максимально увеличивающие плотность бетона. Кислоты также разрушают портландцемент.
Проникновение внутрь бетона пресных вод приводит к постепенному выщелачиванию гидрата окиси калыция и уменьшению его концентрации в жидкой фазе цементного камня, что при далеко зашедшем процессе коррозии может вызвать гидролиз гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. В плотном бетоне процессы коррозии под действием пресных вод протекают медленно и не представляют угрозы. Для повышения стойкости портландцемента в пресных водах изменяют минералогический состав клинкера в направлении уменьшения количества ЗСАО • SIO, поскольку это соединение твердеет с выделением свободной извести.
Требования к качеству портландцемента тесно связаны с техническим уровнем строительного производства. Широкое внедрение в строительство эффективных сборных предварительно напряженных железобетонных конструкций требует применения бетонов высокой прочности, получаемых на основе высокопрочных цементов. Кроме того, использование высокопрочных цементов дает возможность снизить нормы расхода цемента на 1 м бетона.