Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Технология цемента. Производство портландцемента

   

§ 2. Характеристика портландцементного клинкера и методы расчета сырьевой смеси для его получения

  

Характеристика портландцементного клинкера. Качество портландцементного клинкера определяется его химическим и химико- минералогическим составами.

Химический состав характеризуется содержанием в клинкере различных окислов, основными из которых являются CaO, Si02, А1203 И Fe203. Наряду с основными окислами на свойства цемента могут существенно влиять также MgO, S03 и некоторые другие соединения, такие, как окислы щелочных металлов К20 и Na20, двуокись титана ТЮ2, фосфорный ангидрид Р205, окись марганца Mg203. Процентное содержание основных окислов в портландцементном клинкере находится в следующих пределах, %: СаО —62—67; Si02 —20—24; А1203 — 4—7; Fe203 —2—5; MgO, S03 и др. — 1,5—4.

Химико-минералогический состав клинкера характеризуется соединениями (минералами), которые образуются из основных окислов в процессе обжига, и соотношением между этими окислами, выражающимся коэффициентом насыщения кремнезема окисью кальция и различными модулями.

Минералогический состав клинкера. Портланд- цементный клинкер состоит из соединений (минералов), главнейшие из которых: трехкальциевый силикат (алит)—3Ca0-Si02; двухкальциевый силикат (белит)—2Ca0-Si02; трехкальциевый алюминат — ЗСаО-А1203 и четырехкальциевый алюмоферрит — 4Ca0-Al203-Fe203. Для удобства написания формул различных соединений приняты сокращенные обозначения соединений, в которых окислы обозначают первой буквой, относящейся к ним формулы, а индексы около букв показывают число молекул данного окисла. Так, 3Ca0-Si02 обозначается C3S; 2Ca0-Si02— C2S; ЗСаО • А1203 — С3А и 4СаО- Al203-Fe203 — C4AF.

Содержание основных минералов в клинкере обыкновенного портландцемента находится в следующих пределах, %: ЗСаОХ XSi02 —42—65; 2Ca0-Si02—15—50; ЗСаО-А12Оэ —2—15; 4Ca0-Al203-Fe203— 10—25.

Алит— основной минерал портландцементного клинкера. Существует три формы алита C3S, различающиеся по составу и кристалл ооптическим характеристикам. Кроме чистого C3S в клинкере находится трехкальциевый силикат, содержащий небольшое количество примесей Fe203, MgO, Р205, Мп203, А1203 и др. Для чистого C3S установлены две температурные области 1900—2070° С, в которых начинается обратный процесс разложения его на C2S и СаО. Алит определяет высокую прочность, быстроту твердения и другие свойства портландцемента.

Белит. Установлено существование четырех полиморфных форм белита C2S: а, а', р и у. В портландцементном клинкере преобладает форма p-C2S.

В клинкерах с низким коэффициентом насыщения КН иногда наблюдается рассыпание его в порошок; это происходит за счет перехода при температуре 675° С активной формы p-C2S в гидравлически неактивную форму y-C2S.

В клинкере с обычным глиноземным модулем и невысоким КН встречаются С5А3 и С3А. В клинкерах с высоким КН содержится только С3А наряду с алюмоферритами кальция ( от СвАзг до СбАР2). В составе портландцементного клинкера встречаются также соединения, содержащие щелочи: Na20-8Ca0-3Al203 и К2ОХ Х23СаО- 12Si02.

Минералогический состав клинкера положен в основу разделения портландцементов на следующие виды: высокоалитовый (содержание C3S>60%), алитовый (содержание C3S = 50—60%), бе- литовый (содержание C2S>35%), алюминатный (содержание С3А>12%) и алюмоферритный, железистый (содержание С3А< <2%).

Модули и коэффициент насыщения. Значения модулей и коэффициента насыщения практически одинаковы и для сырьевой смеси, и для клинкера, полученного из нее при обжиге на беззольном топливе. Обычно на производстве пользуются двумя модулями — силикатным (п) и глиноземным (р).

Коэффициент насыщения КН представляет собой отношение количества окиси кальция, остающегося после полного насыщения глинозема, окиси железа и серного ангидрида соответственно до С3А, C4AF И CaS04, к тому количеству окиси кальция, которое необходимо для полного насыщения кремнезема до C3S. Учитывая, что часть СаО и Si02 обычно при обжиге остается в небольшом количестве свободной, значение коэффициента насыщения выразится формулой

Цементы с высоким силикатным модулем п, т. е. с повышенным содержанием C3S и C2S, медленно схватываются и твердеют, но с течением времени прочность их возрастает и через длительные сроки оказывается весьма высокой. Цементы с высоким глиноземным модулем р, т. е. повышенным содержанием С3А, быстрее схватываются и твердеют, однако достигнутая в первые сроки твердения прочность в дальнейшем мало или почти не возрастает. Такие цементы менее устойчивы по отношению к действию минерализованных вод.

Методы расчета сырьевой смеси для получения клинкера. Расчет сырьевой смеси выполняют по результатам химического анализа сырьевых материалов, проведенного на содержание основных окислов, а также MgO, (K20 + Na20), S03 и на потери при прокаливании, и заданных характеристик состава клинкера (либо в виде содержания основных минералов, либо в виде значений коэффициента насыщения и силикатного и глиноземного модулей).

Наиболее распространен способ расчета сырьевой смеси по значениям коэффициента насыщения и силикатного и глиноземного модулей. Число сырьевых компонентов должно быть на единицу больше числа заданных характеристик. При расчете сумму всех компонентов, полученную при химических анализах в каждом сырьевом материале, приводят к 100%, что дает возможность контролировать правильность вычислений.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Технология производства цемента. Алексеев

 

Смотрите также:

  

Портландцементный клинкер. ХИМИКО...

Портландцементный клинкер является продуктом спекания при обжиге сырьевой
Химический состав клинкера обыкновенного портландцемента характеризуется...

 

Портландцемент. Производство портландцемента

Сырьевыми материалами для изготовления портландцемент-ного клинкера служат карбонатные и глинистые горные породы.

 

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ, производство портландцемента

Среди этих вяжущих выделяют цементы на основе портландцементного клинкера (портландцемент, шлакопортланд-цемент, пуццолановый портландцемент)...

 

КЛИНКЕР. Химический состав клинкера

Химический состав клинкера. Сырьевыми материалами для производства портландцемент- ного клинкера чаще всего служат горные породы...

 

КЛИНКЕР. Характеристика клинкера. Качество цементного...

Цементы с повышенным содержанием в клинкере C:JS и С3А твердеют особо быстро и используются для изготовления быстротвердеющих портландцементов.

 

Последние добавления:

 

Обслуживание авиатехники  Трипольская культура