Меню

Опока для производства цемента



Опока для производства цемента

При изготовлении портландцемента стандарт допускает добавку к клинкеру активных минеральных (гидравлических) добавок в количестве, определяемом видом портландцемента и качеством добавки. Неотъемлемой частью портландцемента является добавка гипса; получение пластифицированного и гидрофобного портландцемента достигается добавкой поверхностно-активных веществ.

Активные минеральные добавки . Активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные.

Природные активные минеральные добавки бывают:

• осадочного происхождения, образованные в результате осаждения в водоемах остатков некоторых растений или в результате природного обжига глинистых пород;
• вулканического происхождения, образовавшиеся в результате извержения магмы.

В качестве добавок осадочного происхождения в цементном производстве применяются:

• диатомиты — горные породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомовых микроорганизмов и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;

• трепелы — горные породы, состоящие из микроскопических округлых зерен и содержащие, главным образом, аморфный кремнезем. Трепелы и диатомиты по своим физическим свойствам сходны с глинами: они пластичны, вязки и легко распускаются в воде;

• опоки — уплотненные диатомиты и трепелы;

• глиежи — горные породы, образовавшиеся в результате природного обжига глины при подземных пожарах в угольных пластах.

Добавками вулканического происхождения являются:

• пеплы вулканические — представляющие собой рыхлые продукты извержения вулканов и содержащие в основном алюмосиликаты;

• туфы вулканические — уплотненные и сцементированные (склеенные) застывшей магмой вулканические пеплы;

• трассы љ-видоизмененные разновидности вулканических туфов;

• пемза — камневидные породы, характеризирующиеся пористым губчатым строением.

Назначение активных минеральных добавок в портландцементе состоит в том, чтобы связать в нерастворимые в воде соединения свободный гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цемента. В соответствии с этим основным показателем качества гидравлической добавки является способность ее связывать Са(ОН)2. Эта способность добавки характеризуется ее активностью.

За показатель активности гидравлической добавки, принимается количество извести в миллиграммах, поглощаемой из известкового раствора 1 г добавки в течение 30 сут. Различные добавки, применяемые для портландцемента, должны иметь активность не ниже следующей в мг СаО/г.

Диатомиты, трепелы, опоки. 150
Глиежи. 30
Вулканические пеплы и туфы, пемза . 50
Трассы. 60

Методика определения активности добавок и технические требования к ним приведены в ГОСТ 6269-63.

В качестве искусственных активных минеральных добавок используют:

• доменные гранулированные шлаки, которые состоят в основном из CaO, SiO2, A12O3 и MgO;

• кремнеземистые отходы — вещества, богатые активным кремнеземом, получаемые при извлечении глинозема, из глины при производстве алюминия (сиштоф);

• топливные золы и шлаки — остаточный продукт, образующийся при определенном температурном режиме сжигания некоторых видов топлива; он состоит из кислотных окислов (кремнезема, глинозема);

• обожженные глины — продукт искусственного обжига глинистых пород, а также самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы (глинистые и углекислые сланцы).

Оценка качества искусственных активных минеральных добавок, за исключением доменных шлаков, производится так же, как и природных — по величине активности, которая должна быть не ниже следующей (ГОСТ 6269.63)]в мг СаО/г:

Кремнеземистые отходы. 200
Обожженные глины, топливные золы и шлаки . 50

Кроме того, содержание в добавках ангидрида серной кислоты (SO3) должно быть не более 3% и содержание несгоревших частиц топлива в топливных шлаках и золах не более 15%.

Читайте также:  Пропорции бетона гпс цемент

Среди разнообразных искусственных добавок больше всего применяют доменные гранулированные шлаки. В зависимости от химического состава они подразделяются на основные и кислые. Основные шлаки подразделяются на три сорта, кислые — на два сорта и и две группы 2-го сорта.

Основными показателями качества доменных гранулированных шлаков для их разделения на сорта является модуль основности Мо и модуль активности М а.

Модуль основности равен отношению суммы основных окислов (CaO + MgO) к сумме кислотных (SiO2 + А12О3)
Мо = %CaO + %MgO %SiO2 + %А12О3

Шлаки относятся к основным, если Мо больше или равен 1; при Л1. меньше 1 шлаки относятся к кислым.

Модуль основности характеризует гидравлическую активность шлаков, т. е. способность их порошков к самостоятельному твердению при смешивании с водой. Эта способность проявляется только у основных шлаков и тем больше, чем выше их модуль основности.

Улучшается качество шлаков и с повышением модуля активности, т. е. отношения А12О3 к SiO2. В этом случае в шлаках возрастает относительное содержание алюминатов кальция, отличающихся от силикатов кальция быстрым твердением.

Требования, предъявляемые к химическому составу доменных гранулированных шлаков ГОСТ 3476.60, приведены в табл. 2.

Таблица 2
Требования к химическому составу доменных гранулированных шлаков

Основные шлаки Кислые шлаки 1-й сорт 2-й сорт 3-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1-я группа 2-я группа Модуль основности, не менее 1,0 1,0 1,0 0,90 0,70 0,60 Модуль активности, не менее 0,25 0,20 0,12 0,40 0,30 0,50 Содержание закиси марганца. %, не более 2,0 4,0 3,0 2,0 4,0 2,0

Активность шлака зависит не только от его химико-минералогического состава, но и от скорости охлаждения шлакового расплава. В быстроохлажденном шлаке большая часть окислов CaO, SiO2, А12О3, MgO и др. находится в составе стекла, а в медленно охлажденных шлаках — в виде кристаллической фазы. В связи с большей реакционной способностью стекловидной фазы по сравнению с кристаллическим состоянием вещества того же химического состава, становится очевидной и более высокая активность быстроохлажденных шлаков.

Быстро охладить расплавленный шлак можно в воде (мокрый способ) или вначале под действием воды с последующим охлаждением на воздухе (полусухой способ), или под действием холодного воздуха, водовоздушной или пароводяной смеси (сухой способ). При резком охлаждении шлаковый равплав дробится на мелкие зерна — гранулы, размер которых от 0,2-0,5 до 10-15 мм. Поэтому процесс быстрого охлаждения шлака получил название грануляции, а получаемый продукт — гранулированным доменным шлаком.

В связи с тем, что быстроохлажденные шлаки имеют более высокую активность, чем медленноохлажденные, для производства шлакопортландцемента используются только гранулированные доменные шлаки.

Гипс . Гипс как добавка к клинкеру при получении портландцемента вводится в виде гипсового камня. По химическому составу он представлен в основном двуводным сернокислым кальцием CaSO4-2H2O. Химически чистый двуводный сернокислый кальций содержит: СаО -32,56; SO3 -46,51 и Н2О -20,93%. В зависимости от содержания CaSO4-2H2O в гипсовом камне последний подразделяется на 3 сорта. К. 1-му сорту относится гипсовый камень с содержанием Са5О4-2НгО не менее 90%, ко 2-му сорту .не менее 75% и к 3-му сорту не менее 65%.

Читайте также:  Краска пигмент для цемента

Поверхностно-активные добавки . Поверхностно-активные добавки подразделяются на пластифицирующие и гидрофобизующие. Их используют, как отмечалось, для изготовления соответственно пластифицированного и гидрофобного портландцементов. Однако эти добавки вводят также и во все другие разновидности портландце.ментов. При этом каждый цемент приобретает дополнительное название, соответственно пластифицированный или гидрофобный. Например, пластифицированный дорожный портландцемент или гидрофобный сульфатостойкий портландцемент.
Пластифицирующие поверхностно-активные добавки применяют в виде концентратов сульфитно-спиртовой барды (ССБ). Они образуются как отход при получении целлюлозы по сульфитному способу. В зависимости от агрегатного состояния и соответственно содержания сухого вещества различают концентраты ССБ жидкие (КБЖ), содержание сухих веществ, в которых не менее 50%, твердые (КБТ) — не менее 76%, и порошкообразные (КБП) — не менее 87%.

Оптимальное количество вводимой добавки в цемент находится в пределах 0,15.0,25% от массы цемента, считая на сухое вещество добавки.

Гидрофобизующие поверхностно-активные добавки применяют в виде асидола, асидол-мылонафта и мылонафта, являющихся нафтеновыми (нефтяными) кислотами, образующимися при переработке нефти. Кроме указанных веществ, применяют также олеиновую кислоту. Она содержится в животных жирах.

Количество вводимой гидрофобизующей добавки зависит от ее вида и состава цемента и устанавливается опытом. Обычно величина этой добавки находится в пределах от 0,06 до 0,30% от массы цемента, считая на сухое вещество добавки.

Для лучшего распределения добавок в цементе их вводят в цементную мельницу в жидком виде. Для этой цели применяют специальные дозировочные механизмы. Если же добавки поступают ил завод в виде пасты, например мылонафт, или в твердом состоя их растворяют и горячей коде.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России».

Источник

Технология производства цемента (процесс изготовления): сырье, основные способы, оборудование

Для проведения строительных или ремонтных работ используют различные материалы, в том числе цемент разных видов и марок. Его используют для подготовки бетонных, кладочных, штукатурных растворов, для производства железобетонных изделий. Но при этом редко кто знаком с технологией производства цемента.

Состав цемента

При изготовлении продукции могут быть использованы другие добавки, например, окислы кальция, магния, фосфора, соли. Но они используются в небольших количествах. Их вносят для того, чтобы получить установленные характеристики — жаропрочность, кислотоустойчивость и пр.

Если технологический процесс позволяет, то в состав могут быть введены пластификаторы.

Их использование помогает получить следующие эксплуатационные характеристики:

  1. Препятствовать проникновению влаги в конструкцию.
  2. Уменьшение времени затвердевания.
  3. Увеличение прочности.
  4. Стойкость к колебаниям температур, влиянию агрессивных сред.

В зависимости от количества добавок выделяются несколько видов продукта:

  1. Портландцемент . Самая распространенная модификация, в составе которой около 80% силиката кальция. Используется при различных строительных работах. Добавление красящих веществ улучшает декоративные свойства цемента, позволяя использовать его для отделочных работ.
  2. Глиноземистый . Отличается ускоренным твердением. Благодаря этому свойству его используют на объектах, которым необходима срочная реставрация, например, устранение разрушений после аварий, пожаров.
  3. Магнезиальный . Основной компонент — оксид магния, добавляет составу прочности, повышает адгезию к древесине. Однако из-за повышенной склонности к коррозии используется редко.
  4. Кислотоупорный . В процессе изготовления в состав вносится наполнитель — гидроксиликат натрия, затворяющийся жидким стеклом. Используется в кислотостойких бетонах и растворах.
Читайте также:  Какая штукатурка лучше гипсовая или цементная для газосиликатных блоков

Производство цемента на заводах

Выпуском цементной смеси занимаются специализированные предприятия. Чтобы получить качественный продукт требуется специальное оборудование и знание технологии. От мощности предприятия и качества сырья зависит выбор способа производства цемента.

Технологический процесс предполагает выполнение ряда производственных этапов:

  1. Добыча сырья, в состав которого входит гипс, глина, известняк.
  2. Дробление известняка с приданием полученному продукту необходимой влажности.
  3. Измельчение известняка. Смешивание его с глиной. Концентрация компонентов может меняться. Все зависит от характеристик используемого сырья. В основном соотношение составляет 3:1. В результате получается комбинированный, сухой или мокрый шлам.
  4. Обжиг. Сырьевая масса отправляется в печь, разогретую до 1500 градусов, где спекается и превращается в гранулированную фракцию — клинкер.
  5. Измельчение. Клинкер в специальных мельницах измельчается до порошкообразного состояния.
  6. Подготовленные ингредиенты смешиваются в соответствии с рецептурой марки будущего цемента. В процессе смешивания добавляется гипс и специальные минеральные добавки.

Сухой способ

При производстве не используется вода. Основные материалы — глина и известняк, дробятся на специальном оборудовании. Сушатся, перемалываются в муку. Смешиваются при помощи пневматического инструмента и подаются на обжиг.

Клинкер, что образовался после обжига, измельчается до установленной фракции, фасуется в подготовленную тару и перевозится на склад. Производство цемента сухим способом позволяет снижать производственные затраты. Но требует повышенной однородности основных материалов. К тому же является опасным, с точки зрения экологии.

Мокрый способ

Преимуществом данного метода изготовления цемента является возможность точно подобрать необходимый состав шлама, несмотря на неоднородность исходного сырья. Шлам при таком способе приобретает жидкую консистенцию. В нем содержится около 40% жидкости.

Температура обжига превышает 1000 градусов, поэтому изготовление цемента мокрым способом требует больших энергозатрат. Но дает возможность получать продукт высокого качества.

Комбинированные способы

Технология предполагает объединение сухого и мокрого способов производства цемента. Один из них может быть взят за основу, а второй — выступать в качестве дополнения. На разных предприятиях эти способы имеют различия. Все зависит от особенностей имеющегося оборудования для производства цемента, близости к месту добычи сырья, а также от потребностей на установленные марки продукта.

Если за основу взят мокрый метод, то сырье вначале смешивается, а затем обезвоживается в специальных сушилках с фильтрами почти до сухого состояния. Только после этой процедуры отправляется в печь. Такая технология позволяет уменьшать теплозатраты, поскольку в процессе обжига почти нет испарений.

Когда в основе лежит сухой способ, в процессе гранулирования готовой смеси используется вода. В обоих случаях влажность клинкера, отправляющегося в печь, около 10-18%.

Как делают белый цемент

Белый цемент, производство которого несколько отличается от технологии выпуска серого продукта, может выпускаться как мокрым, так и сухим способом. Отличается технология тем, что исходное сырье обжигается при высокой температуре и затем быстро охлаждается водой.

Клинкер этого вида продукции складывается из минеральных добавок, известняка, гипса, соли и других компонентов. Исходное сырье готовится из карбонатной и глинистой породы: известняка, каолиновой глины, отходов обогащения, кварцевого песка.

Источник