Cementek portlandcementklinker

Osztályozása Portland. Alapján portlandcement-klinker, normalizálva ásványi összetétele és bevezetése különböző adalékanyagok elő portlandcement és variánsai. Szerint az anyag összetételét, ezek a következőképpen osztályozzák: nincs aktív ásványi adalékanyagok - Portland; aktív ásványi adalékanyagok nem több, mint 20% - Portland cement ásványi adalékanyagok; aktív ásványi adalékanyagok meghaladja a 20% - puccolánnal portlandcement; adalékok granulált salak, több mint 20% - salak.

Különleges tulajdonságok, ők osztják a gyorsan keményedő,-szulfát-ami bővíteni és erőlködés, a habarcshoz, fehér és színes, lágyított és hidrofób, és mások.

Kalcium-oxid CaO 63-67

Silica SiO2 19-24

Alumina Al2O3 4-7

vas-oxid Fe2O3 2-6

Magnézium-oxid Mg2O3 0,5-5,0

Kén-dioxid SO3 0,3-1,0

Alkálifém-oxidok

Króm-oxid és titán-oxid

TiO2 + CrO3 0,2-0,5

Az ásványi összetétele a klinker. Ezek oxidok képezik szilikátok, aluminátok és a kalcium-alyumoferrity. Szilikátok, előnyösen kristályos formában, amely között található közbenső anyag, amely a kalcium-aluminátok és alyumoferritov kristályos és amorf formában.

Szintén szerepel a klinker van egy kis mennyiségű egyéb ásványi anyagok - aluminátok, ferritek alyumoferritov és kalcium, valamint a kalcium-oxid CaO mennyisége 0,5-1%, és a magnézium-oxid MgO - legfeljebb 5% a szabad állapotban, Na2O és K2O alkáli-oxidok - 1 %.

A nyersanyagok és gyártási technikák portlandcement. Portlandcement-klinker előállítására magában foglalja a gyártás, csiszolás együtt gipsz és egyéb aktív ásványi adalékanyagokat tartalmaznak. A kiegészítők nem lehet beírni. A nyersanyag a klinker-karbonát és agyag kőzetek. másodlagos források, beállító szerek és más anyagok is használhatók. A közötti arány-karbonát és az agyag kőzetek hozott 3: 1. A használt karbonátból kőzetek mészkő, kréta, márga. Mészkő, kréta, és főként kalcium-karbonát CaCO3. Ezek be a klinker kalcium-oxid CaO.

Agyag kőzetek ma leginkább az agyag, de legalább - agyagpala és lösz. Bemutatták szilícium SiO2, alumínium-oxid Al2O3 és vas-oxid Fe2O3.

Márga képviseli természetes keveréket kalcium-karbonát és agyagásványok. Ha a tartalom a márga CaCO3 - megfelelő mennyiségben mesterségesen előkészített nyers keverék nevezik őket természetes.

Ha a nyers kötegelt nélkülöző oxidot, majd a további korrekciós adalékanyagok kerülnek bevezetésre. A hátrányt ellensúlyozza az a bevezetése SiO2 tripoli, gaize, diatomaföld, szilícium-dioxid homok, Fe2O3 - bevezetése pirit salak vagy vasérc.

Adalékanyag retardáló cement kötési idő természetes dihidrát gipsz, amelyet be 3,5% szempontjából SO4.

Aktív ásványi adalékot tartalmazó portlandcement azok tulajdonságainak javítása céljából. Ezek a természetes és mesterséges. A természetes anyagok vannak osztva üledékes és vulkáni eredetű.

Üledékes közé tartoznak: kovaföld, tripoli, gaize, amelyek hasonlóak a kémiai összetétel és állnak a 70-90% amorf szilícium-dioxid, 3-10% - alumínium-oxidot, 1-3% - kalcium-oxid és 1-3% alkálifém-oxidok; gliezhi - kalcinált agyag, eredményeként kialakult spontán égés a szén a föld alatt, a kémiai összetétele hasonló agyagok.

Az anyagok vulkanikus eredetű közé vulkáni hamu tuffs, habkő lejtőkön. A kémiai összetétele, tartalmaznak 70-90% szilícium-dioxid, 2-4% - kalcium-és magnézium-oxid, 3-8% - alkálifém-oxidok, a fázisban - 50-80% üveg és 50-20% kristályos szilikátok, alumínium-szilikátok és a hidrátjaik.

Mesterséges adalékok közé tartoznak kremnezernistye hulladékot kivonásakor keletkező timföld agyagból; Agyagok pemyanki, porszerű hulladék és duzzasztott agyag égetés agloporite képviselő kalcinált agyag; üzemanyag és salak, ásványi hulladék égő szén, pala, tőzeg; Pernye - hulladék por elégetéséből származó bizonyos típusú üzemanyag, fogott elektromos szűrőket. Salakok melléktermékek a feldolgozásból eredő vas- és nem vastartalmú fémek, az égés a szilárd tüzelőanyagok feldolgozás során foszfát kőzet. A cementipar főleg granulált kohósalak és elektrotermofosfornye, bár az utóbbi években kezdte el használni a salak acélgyártás, színesfémek és vasötvözetek.

A kohósalak képződik a beolvasztására nyersvas a vasérc. 1 tonna nyersvas kell 0,5-0,7 tonna salak. Ezek elsősorban a CaO, SiO2, A12O3 és MgO. Miután gyors hűtés (granulálás) salak megszilárdulni üveg és mikronizálás után reagálni képes vizet portlandcement.

A mértéke hidraulikus aktivitásának salak bázicitásának függvénye a modul, amely a meghatározás szerint az arány százalékában bázikus oxidok savas:

MO = (CaO + MgO) / (SiO2 + Al2O3).

A hidraulikus aktivitást salak növekszik MO.

Elektrotermofosfornye salak nyert elektrotermikus feldolgozási phosphorites és apatit a 1450-1500 ° C-on Az 1 tonna foszfor 10-12 ton salak. Ez magában foglalja a 80-85% kalcium-oxid és a szilícium-dioxid. Granulálás után zúzott salak válik, amely képes keményedő hidrátja. A cementipar felváltja a kohósalak.

Előállítása portlandcement az alábbi lépéseket tartalmazza: extrakciós mészkő, agyag, gipsz, ha szükséges - beállító adalék, a készítmény a nyersanyagok, kalcinálás szinterezés előtt számukra, hogy egy klinker, megőröljük a klinkert egy por gipsszel és kívánt esetben adalékokkal. A legfontosabb folyamat - klinker termelés megadott ásványi összetétele.

A jelenleg alkalmazott három elkészítési módja a nyers mix: száraz, nedves és összekeverjük. A leggazdaságosabb a száraz módszerrel. 1 tonna klinker e módszerrel fogyaszt 130-165 kg tüzelőanyag. Kevésbé hatékony, nedves módszerrel, amelyben van 230 kg tüzelőanyag.

Száraz eljárás klinkergyártásból. Száraz klinker előállítási eljárást a nedvesség a nyersanyagok akár 10-15%. A kiindulási anyagot - mészkő és az agyag - zúzott és ezután betöltjük egy golyós malomban, görgős malomban vagy autogén „Aerofol”, ahol egyesítjük aprítás és szárítás a füstgázok. nyers szárítást végre lehet hajtani a malmok.

Az így kapott nyersanyagot lisztet először vetjük alá előzetes hőkezelését hőmérsékleten legfeljebb 800-850 o C-ciklon hőcserélők, majd - a speciális reaktorra hőmérsékleten 920-950 o C Ezek dekarbonizációs előfordul akár 85-90%.

Nyers étkezés hőmérsékleten kalcináljuk 1500 o C rövid forgókemence.

A nedves eljárás klinker termelés. Ez a módszer különösen hasznos, ha puha és nedves anyagok. Megőrlünk, majd összekeverünk mészkő vagy kréta és agyag vízben végezzük. Gördülékeny tömeg, egy páratartalom 35-45% nevezzük iszap.

Az agyag dolgoztak fel a vizes szuszpenzióban glinoboltushkah és együtt betápláljuk zúzott mészkő, vagy kréta, és korrekciós adalékanyagok egy golyósmalomban, amely termel összekeverünk és megőrlünk. Továbbá, mész-agyag táplált iszap tároló tartályok.

A kombinált módszer égetés előtt víztelenített iszap, amely csökkenti az üzemanyag-fogyasztás 20-30%. Kalcinálása a nyersanyag keveréket végezzük elsősorban forgókemencében. sütő hossza - 95-230 m és átmérője -. Ezek található 5-7 m a torzítás. Ezek elve alapján működnek ellenáramú. A felső végén a por belép a száraz eljárás, vagy a nedves iszap. Az alsó tápláljuk üzemanyag (gáz, olaj vagy por szén) elégetik egy 20-30 méteres fáklyát, ami a hőmérsékletet 1450 ° C-on A nyersanyagot a kemencében forgatjuk sebességgel 1-2 fordulat / perc, mozog, az alsó végére felé a forró gázok áthaladó zónát, hogy különböző hőmérsékleteken. A hat hagyományosan izolálhatjuk: I - párolgás, II - fűtés és kiszáradás, III - dekarbonizáló, IV - exoterm reakciók, V - szinterezés, VI - hűtés.

A száraz eljárás nem elérhető lepárlózónába.

A bepáriási zónát hőmérsékleten 70-200 ° C, a szabad víz eltávolítása. Anyag csomók, majd bontja kisebb részecskéket. A fűtés és vízelvonó zóna hőmérsékleten 200-700 o C és éget szerves anyag kezd kiszáradás Al2O3h2SiO2 h2H2O kaolinit és egyéb ásványi anyagokat,. Alakult kaolinittartalmú anhidrid h2SiO2 Al2O3.

A dekarbonizációs zónában a hőmérséklet-tartományban 900-1200 o C a disszociációs a kalcium-karbonát CaCO 3 alkotnak egy szabad kalcium-oxid CaO és folytatja terjeszkedését agyagásványok oxidokra SiO2, Al2O3 és Fe2O3. Is előfordul a kialakulását új vegyületek: 2CaO hSiO2 (S2S) CaO hAl2O3 (CA) és a 2CaO hFe2O3 (S2F).

Az exoterm reakciózóna hőmérsékleten 1200-1300 o C felgyorsul reakciók szilárd állapotban hőfelszabadulási. Anyaga főleg a C2S, C3A, S4AF és kis mennyiségű CaO szabad állapotban.

A szinterelő zóna hőmérsékleten 1350-1450-1300 o C termel 20-30% az olvadék. Az első menetben a C3A, S4AF, CaO-ot és MgO-ot, majd S2S. S2S majd reagál a CaO és képződött elsődleges ásványgyapot cementklinker S3S. Ez nagyon rosszul oldódik az olvadék, amely felszabadul kristályos formában. Hőmérsékletének csökkentésével 1300 o C, a folyékony fázis megszilárdul, alkotó kristályok C3A, és MgO részben S4AF - üveg. Ez a folyamat folytatódik a következő állomásra.

A hűtőzóna hőmérsékleten 1300-1000 o C végződik minden folyamat és kialakítva a klinker S3S kristályok, S2S, C3A, S4AF, MgO, CaO, és az üveges fázis álló C3A és S4AF. Ezután a klinker-ra hűtjük hőmérsékletre 100-200 o C és raktáron tartani két hétig. Külsőleg bemutatja kamnevidnye szemcseméret 40 mm-ig.

Cement csiszolás. Portland cement egy sötét szürke vagy szürke-zöldes por fajlagos felülete a szemcsék leggyakrabban 2800-5000 cm2 / g. Porítást klinker gipsz és aktív ásványi adalékanyagok készült golyó (cső) malmok. A malom egy dob méretei 3,95x11; . 4,5x16,4 m perforált és mások osztva válaszfalak két vagy négy kamera, amelyek mindegyike tele van acél golyó egy bizonyos méretet, és az utolsó - henger. Amikor a forgatás a golyó és a hengerek esik istiraya feed. A kilépés a malom portland cement hőmérséklete 80-120 o C, a hűtés és a kioltás visszamaradó nem kötött kalcium-oxid cementet tartjuk siló kapacitása 4-10 ezer. T, és majd elküldi a fogyasztó kocsik és a cement-cement teherautók vagy zatarivatsya zsákok.

Keményedés Portland. Keverve portlandcement tésztát képződött víz, amely egyre sűrűsödik, és lesz egy kamnevidnoe testet. Ezek a változások fordulnak elő a kölcsönhatás a klinker ásványok vízzel és a kialakulását új vegyületek eredő reakciók:

3SaO hSiO2 + (n + 1) H2O = 2CaO hSiO2 hnN2O + Ca (OH) 2;

HSiO2 2CaO + nH2O = 2CaO hSiO2 hnN2O;

3CaO + 6H2O = hAl2O3 3SaO hAl2O h6NO;

4SaO Al2O3Fe2O + + mH2O = 3SaO hAl2O3 h6H2O + CaOЅ ЅFe2O3 hnH2O.

Földi klinker megfogjuk néhány percig. Habarcs és beton keverékek rajta nem életképesek. Ez annak köszönhető, hogy a gyors folyadékpótlás trikalcium-aluminát. Hogy lassú a kötési ideje kalcium-szulfát egy bevezetett, gyakran formájában a dihidrát gipsz, amely reakcióba lép a trikalcium hydroaluminates és komplex vegyületet képez - trikalcium gidrosulfoalyuminat:

HAl2O3 3CaO + 3 (CaSO 4 h2H2O) + x = 3CaO 25-26N2O hAl2O3 h3CaSO4 h31-32H2O.

Ez a vegyület formájában van egy védőréteg, és lassítja beállítás 3-5 órán át. Ezen túlmenően, gipsz cement keményedés sebességgel a kezdeti időszakban.

Keményedés kevert portlandcement vagy robbanás elektrotermofosfornyh granulált kohósalak előbb bekövetkezik hidratálás és hidrolízise klinkerásványokkal. Ca2 + ionok, OH- és SO2-4 az oldatban olyan környezetet teremtenek, amely izgatja alkáli-szulfát és salak szemes, amelyek részt vesznek hidratálást. Kalcium-hidroxid kapcsolódó salak ásványi anyagok. Az uralkodó ásványok CaO hSiO2 xH2O, 2SaO hAl2O3 h8N2O, 2CaO hAl2O3Ѕ ЅSiO2 h8N2O.

Elmélet keményedő Portland cementet leírt 1923-ban AA Baikov később fejlődött PA Rebinder, AK Shchepkin et al. Szerint a modern elképzelések keményedési folyamat a következő.

Az első időszakban, amikor összekeverjük cementtel képez telített oldatot tartalmazó vízzel Ca2 +, SO2-4, OH +, K +. Belőle gidrosulfoalyuminat és kalcium-hidroxid.

A második időszakban kialakult finom kristályok kalcium-szilikát. Nőnek formájában hosszú szálak együtt gidrosulfalyuminatom alkot laza mátrixot. A mobilitás a keverék csökkenti a beállítási idő.

A harmadik harmadban növeli a hidroszilikátok, a pórusok tele vannak a termékei hidratálást. Növeli a sűrűsége és ereje a cement kő.

A megkeményedett cement kő áll hidratált kristályos és a kolloid anyagok nem teljesen hidratált cementszemcsék, pórusok levegővel töltve, és kémiailag nem kötött vizet tartalmaznak.

Portlandcement (nélkül ásványi adalékok). Portlandcement (nélkül ásványi adalékanyagok) nevezzük hidraulikus kötőanyag őrlésével nyert zsugorított salakot és a gipsz-dihidrát. Gipsz adjuk 1,5-3,5%, anhidridre vonatkoztatva kénsav.

A fő tulajdonságai portlandcement közé ömlesztett és valódi sűrűség, vízigény, kötési idő, megbízhatóságát, szilárdság, hőleadás.

A valódi sűrűsége 3,1-3,2 g / cm 3 Gazdaságosabb cementekbŒl sűrűsége csökken. Feltéve, hogy a magasabb hozamot a cementpép.

A térfogatsűrűség a lazán öntjük állam 900-1100 kg / m 3 az összepréselt - 1400-1700 kg / m 3. A vékonyabb porított cement, így van egy kisebb térfogatsűrűségű.

Vízigény jellemzi a víz aránya a cement szükséges a teszt a normál sűrűségű. Ez 24-28%. Cementek alacsonyabb vízigény alkotnak sűrűbb cement kő. Ezek minősége magasabb. csökkentik a víz iránti kereslet a cement lehet a mellett egy lágyító adalékok LST, LSTM, C-3, és mások.

Kezdeti beállítás ideje portlandcement előfordul, legkorábban 45 perc, a végén -. Legkésőbb 10 óra beállítása idő beállítható. Gyorsítja adalék CaCl2, Ca (NO3) 2, Na2SO4, lassú - Na3RO4, Na2V4O7. A beállítás sebessége befolyásolja a víz-cement arány, a hőmérséklet, a cement őrlési finomsága. Amikor a tároló cement érinti őket, a vízgőz és szén-dioxid. A felszínen a szemcsék formázott fólia hidratált anyagok és a kalcium-karbonát, amely akadályozza, és lassítja a hidratációs időt állított.

A legfontosabb tulajdonsága portlandcement megbízhatóságát. Egyenetlen változás volumene cement csökkenti a beton szilárdságát és ez okozhatja, hogy a törés. Ez okozta hidratáció SaOsvob, amikor annak tartalma több mint 1,5-2%, MgOsvob több, mint 5%, és a túlzott gipszet adtunk.

Hatalmas Portland cementek sorolják fokozat 400, 500, 550 és 600, amelyek megállapítása a tevékenységet - korlátozza erőssége a mintákat egy 28-napos. Erő fejlődés a legtöbb cement jelentkezik a logaritmikus függőséget. Három nap elteltével volt 35, 7 nap elteltével - 65 90-125 1 év - 150% a branding. Kötő cement folytatja évek óta, és meghaladhatja a fokozat ereje 2-3.

Portland tevékenység korán függ az őrlési finomság is. A szemcseméret a portlandcement 15 és 40 mikron. A mélysége a hidratáció 6-12 hónap. nem haladja meg a 10-15 mikron. Így akár 20% a cement nem vesz részt az hidratálást. Növelése finomsága 3 és 4-4500. Cm3 / g aktivitást növeli 15-20%. Jelentősen befolyásolja a tevékenységét cement tárolási időtartamáról. 3 hónap után. raktározásban csökken 15-20% 6 hónap. - 20-30% -kal. Gyorsabb inaktivált finomeloszlású Portland. Ez akkor fordul elő miatt kialakulását a felszínen a szemcsék hidrát vegyületek és kalcium-karbonát. A hőmérséklet jelentős hatással van az arány keményedő Portland cement. Növelve az elegendő nedvességet gyorsítja közötti reakciók intenzitása klinker ásványi anyagok, és a víz. A leggyorsabban erősödik cement kő hőmérsékleten 175-200 o C vagy annál magasabb, és a nyomás 0,8-1,8 MPa. Gyorsított hőmérsékleten hőkezeljük 70-100 ° C, és légköri nyomáson. Különösen ezek a módszerek széles körben használják a gyárban. A hőmérséklet 0-8 ° C-keményedő Portland cementet lassítja és 0 o C alatti, amikor a víz megfagy, általában megáll.

Használata sói adalékanyagok - nátrium-nitrit NaNO 2, kálium-karbonát K2CO3, stb csökkenti a fagyasztási hőmérséklet a víz, -. Adjon keményedő cementet habarcs és beton alacsony hőmérsékleten.