Вся электронная библиотека >>>

 Портландцемент >>>

    

 

Производство портландцемента


Раздел: Строительство

 

§ 11. ДОБАВКИ К КЛИНКЕРУ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

  

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 подразделяются на природные и искусственные. В качестве последних применяются в основном доменные гранулированные шлаки, хотя не исключается возможность использования металлургических и топливных шлаков при соответствующем их химико-минералогическом составе.

Природные активные минеральные добавки бывают:

осадочного происхождения, образованные в результате осаждения из водоемов 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—состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомовых водорослей и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;

трепелы — 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 размокают 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: пески вулканические — представляющие собой рыхлые продукты извержения вулканов и содержащие в основном алюмосиликаты;

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

трассы — видоизмененные разновидности вулканических туфов;

пемза — кремневидные породы, характеризующиеся пористым губчатым строением, называемые поэтому еще вспученным вулканическим стеклом.

Назначение гидравлических добавок в портландцементе состоит в том, чтобы связать в нерастворимые соединения свободный гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цемента (см. стр. 16). В соответствии с этим основным показателем качества гидравлической добавки является способность ее связывать Са (ОНЬ- Эта способность добавки характеризуется ее активностью.

За показатель активности гидравлической добавки принимается количество извести в миллиграммах, поглощаемой из известкового раствора одним граммом добавки в течение 30 суток.

Добавки с меньшей активностью относятся к инертным. Методика определения активности добавок и технические требования к ним приведены в ГОСТ 6269—63, утвержденном в 1963 г. в качестве искусственных активных минеральных добавок цементная промышленность использует: доменные гранулированные шлаки (кислые и основные), представляющие собой силикатные расплавы, получаемые при выплавке чугуна и превращаемые в мелкозернистое состояние путем быстрого охлаждения;

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; по химическому составу он состоит из кислотных окислов (кремнезема, глинозема);

обожженные глины — продукт искусственного обжига глинистых пород и самовозгорающихся в отвалах пустых шахтных пород (глинистые и углистые 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 (по ГОСТ 6269—'63) в мгСа°

кремнеземные отходы         200

обожженные глины, топливные золы и шлаки .... 50

Кроме того, в соответствии с требованием стандарта содержание в добавках ангидрида серной кислоты (S03) должно быть не более 3% и содержание несгоревших частиц топлива в топливных шлаках и золах не более 15%.

Среди разнообразия искусственных добавок в цементном производстве больше всего применяют доменные гранулированные шлаки.

Показателями качества доменных гранулированных шлаков, принятыми стандартом для их разделения на сорта, является модуль основности М0 и модуль активности Ма.

Шлаки относятся к основным, если М0 больше или равен 1; при М0 меньшем, чем 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.

Объясняется это минералогическим составом шлака. В процессе чугунной плавки для понижения температуры плавления пустой породы, содержащейся в руде, в доменную печь вводится известняк. При обжиге он разлагается на СаО и 002. Образующаяся окись кальция начинает взаимодействовать с кислотными окислами пустой породы — кремнеземом и глиноземом, образуя силикаты и алюминаты кальция — соединения, сходные с минералами клинкера. Чем больше образуется этих соединений, тем выше будет гидравлическая активность шлаков. Таким образом, активность шлаков определяется содержанием окиси кальция и с возрастанием ее количества по отношению к кислотным окислам, т. е. модуля основности, увеличивается.

Улучшается качество шлаков и с повышением модуля активности, т. е. отношения % А1203 к % Si02. В этом случае в шлаках возрастает относительное содержание алюминатов кальция, отличающихся от силикатов кальция быстрым твердением.

Требования к химическому составу шлаков регламентируются ГОСТ 3476—60.

Наряду с требованиями ГОСТ в отношении химического состава доменные гранулированные шлаки не должны содержать более 5% кусков шлака, не подвергшегося грануляции. Размер таких кусков не должен превышать 100 мм по наибольшему измерению.

Гипс как добавка к клинкеру при получении портландцемента применяется в виде гипсового камня. По химическому составу он представлен в основном двуводным сернокислым кальцием CaS04 - 2Н20. Химически чистый двуводный сернокислый кальций — минерал гипс — содержит в овоем составе: СаО — 32,56%; S03 — 46,51 % и Н20 — 20,93% - Гипс должен соответствовать требованиям ГОСТ 4013—61 «Камень гипсовый для производства вяжущих веществ». В зависимости от содержания CaS04-2H20 в гипсовом камне последний подразделяется на три сорта. К 1 сорту относится гипсовый камень с содержанием CaS04 • 2HzO не менее 90%, ко II сорту — не менее 75% и к III сорту — не менее 65%.

Поверхностно-активные добавки подразделяются на пластифицирующие и гидрофобизирующие. Их используют, как отмечалось, для изготовления соответственно пластифицированного и гидрофобного портландцементов. Однако эти добавки вводят также и во все другие разновидности портландцементов. 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 состояния и соответственно содержания сухого вещества различают концентраты ССБ. жидкие ОКБЖ), 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 веса цемента, считая на сухое вещество добавки.

Гидрофобизирующие 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 гидрофобизирующей 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 веса 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 на завод в виде пасты, например мылонафт, или в твердом состоянии, их растворяют в горячей воде. Следует помнить, что величина добавки рассчитывается на сухое вещество от веса цемента. Для этого необходимо знать концентрацию раствора, т. е. количество граммов твердого вещества, содержащегося в 1 л раствора.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Производство портландцемента

 

Смотрите также:

 

Портландцемент. Тонкость помола цемента

Для регулирования сроков схватывания в обычных цементах марок 300...500 при помоле к
добавок. Клинкер. Качество клинкера зависит от его химического и минералогических составов.

 

Пуццолановые цементы. Пуццолановый портландцемент

Раздельный помол клинкера и добавок менее выгоден, так
Наличие активной пуццолановой добавки качественно не меняет характера взаимодействия клинкерных минералов с водой.

 

...введение в портландцемент кремнеземистых добавок-наполнителей

При изготовлении цементов совместным помолом твердые добавки, например кварцевый песок, играют роль абразива по отношению к клинкеру...

 

Портландцемент с минеральными добавками. Пуццолановый...

Заменяя часть клинкера минеральной добавкой, значительно
Такая большая дозировка шлака возможна вследствие особенностей его химического состава, близкого к клинкеру.

 

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ, производство портландцемента

Помол клинкера с добавкой гипса — заключительная технологическая операция. В результате получают тонкозернистый порошок темно-серого или зеленовато-серого цвета...

 

Портландцементы с активными минеральными добавками...

Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД) получают измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса.