Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Строительные материалы


Книги по строительству и ремонту

 

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Производство неорганических вяжущих веществ

 

 

Основу производства неорганических вяжущих веществ составляют следующие технологические переделы: добыча сырья, подготовка сырьевой смеси, обжиг и помол. Все технологические переделы последовательно связаны между собой и проводятся в строго заданных режимах. Принципиальных отличий при изготовлении вяжущих нет; различно сырье, следовательно, технические приемы осуществления указанных переделов.

Производство вяжущих веществ связано с переработкой больших количеств разнообразных сырьевых и вспомогательных материалов. Например, для получения 1 т портландцементного клинкера расходуется до 1,5...1,8т известняка и до 0,2...0,5 г глинистых пород. Учитывая высокую стоимость транспорта, заводы вяжущих веществ строят вблизи месторождений сырьевых материалов, и их добыча входит в общий комплекс технологических операций, осуществляемых заводом.

 Добычу нерудных ископаемых осуществляют методом прямой экскавации. Скальные породы (известняки и др.) предварительно разрыхляют взрывами. Мягкие породы (глину и мел) добывают гидромониторами в виде текучей массы (шлама).

 Доставку сырья на завод осуществляют железнодорожным, автомобильным транспортом, ленточными конвейерами или перекачивают по трубопроводам в виде шлама.

 Обязательной подготовительной операцией в производстве всех вяжущих является измельчение сырья. При производстве вяжущих из однокомпонентного сырья (извести, гипса и др.) последнее измельчают до кусков примерно одного размера. В противном случае мелкие куски окажутся пережженными, а крупные необожженными, т. е. не будет однородного продукта. Высококачественные вяжущие из смеси нескольких сырьевых компонентов (портландцемент и его разновидности и др.) можно изготовить только из однородной смеси, получаемой тщательным смешением составляющих в тонкоизмельченном виде. Дробление сырья производят в конусных, щековых, молотковых, валковых и других дробилках. Тонкое измельчение (помол) сырья производят мокрым и сухим способами в мельницах.

 

 

При  мокром способе сырьевые материалы измельчают и смешивают в присутствии воды до образования сметанообразной водной суспензии — шлама. Компоненты сырьевой шихты, способные распускаться в воде '(глина, мел, мягкий мергель и другие породы), предварительно размучивают (распускают) в специальных аппаратах-болтушках, представляющих собой бетонные резервуары, оборудованные устройствами для размешивания суспензии, а затем направляют на домол в шаровые мельницы. Твердые сырьевые материалы (известняк, мергель) размалывают в мельницах, представляющих собой стальной цилиндр, разделенный внутри на камеры дырчатыми перегородками. При вращении мельницы мелющие тела (металлические шары или цилиндрики) поднимаются на некоторую высоту и падают, разбивая и растирая зерна материала. Выходящий из мельницы сырьевой шлам влажностью 36....38 % транспортируют по трубам в шламбассейны, где его тщательно усредняют и гомогенизируют, а затем подают на обжиг.

 При сухом способе дробленые сырьевые материалы частично подсушивают, дозируют з заданных соотношениях и подают в мельницу, где они измельчаются до требуемой тонины. Для тонкого измельчения сырьевой шихты преимущественно применяют технологические схемы с мельницами для одновременной сушки и помола (5.1).

Усреднение и гомогенизацию сырьевой муки при сухом способе осуществляют в силосах, нагнетая в них сжатый воздух. При насыщении   (аэрировании)   воздухом сухая шихта приобретает подвижно-текучее состояние.

 При производстве портландцемента все шире используют также комбинированный способ приготовления сырьевой смеси, при котором сырьевую смесь готовят по мокрому способу, затем шлам обезвоживают и из него приготовляют гранулы для обжига.

Выбор способа подготовки сырьевой смеси обусловливается главным образом свойствами сырьевых материалов и экономическими соображениями. При мокром способе облегчается измельчение материалов и быстро достигается однородность смеси, но расход топлива на обжиг в 1,5...2 раза больше, чем при сухом способе. При сухом способе возрастает расход электроэнергии и трудоемкость производства. Успехи в технике помола и гомогенизации сухих смесей в настоящее время способствуют развитию сухого и комбинированного способов производства.

 Обжиг сырьевой шихты является важнейшим этапом в производстве вяжущих веществ. В результате физико-химических процессов, происходящих при термической обработке исходных сырьевых материалов, образуются новые соединения, способные вступать во взаимодействие с водой и при этом твердеть, превращаясь в искусственный камень. Каждый вид вяжущего требует определенных температур и времени действия на обрабатываемое сырье.

При нагревании вследствие ускорения теплового движения ионов, атомов и молекул в твердом теле возникают условия для отрыва некоторых из них с постоянных орбит движения и перехода их в окружающее пространство. В результате, как это происходит при дегидратации (обезвоживании) природного гипса при 150...200°С или декарбонизации (удалении СО2) карбонатных пород при 800...900°С, образуются новые вещества (гипсовые вяжущие и воздушная известь), обладающие вяжущими свойствами.

При температурах 800... 1200 °С и более тепловое движение молекул твердых веществ возрастает столь значительно, что между ними становится возможным взаимообмен ионами и атомами с образованием новых соединений (реакции в твердых фазах). При обжиге в этих условиях мергелистых известняков или искусственных смесей известняков и глины продукты их разложения (CaO, SiO2, A12O3, Fe2O3 и др.) образуют серию  новых соединений (2CaO-SiO2, СаО-А12О3, 2CaO-Fe2O3), являющихся основными минералами гидравлической извести и романцемента.

Скорость химических реакций возрастает при появлении жидкой фазы (при температуре более 1300 °С).

 Процесс обжига с частичным плавлением сырьевой смеси называют спеканием. Обжигом до спекания получают портландцементный клинкер. Образование жидкой фазы при его производстве обеспечивает наиболее полное усвоение оксидами кремния SiO2 и алюминия А12О3 оксида кальция СаО и получение высокоосновных минералов, в частности наиболее ценного минерала в клинкере — трехкальциевого силиката 3CaO-SiO2.

Наиболее быстро химические реакции образования веществ, обладающих вяжущими свойствами, протекают при полном плавлении сырьевой смеси. Этого обычно достигают нагреванием смеси до 1600..1800 °С, что требует повышенного расхода топлива и применения специальных печей. В настоящее время плавлением получают лишь глиноземистый цемент высоких марок.

Таким образом, получение вяжущего вещества с заданными свойствами зависит не только от химического состава сырья, но и от правильного выбора температуры обжига и интервала времени для каждой зоны обжига. Из одной и той же минеральной смеси, но при разных температуре и режиме обжига можно получить вяжущее с различными свойствами (например, роман-цемент и портландцемент).

Процессы, происходящие при обжиге сырьевых материалов, и тепловые аппараты для обжига имеют определенную специфику для разных вяжущих, поэтому будут рассмотрены при описании конкретных вяжущих веществ.

 Абсолютное большинство продуктов обжига в виде частиц разной крупности еще не являются вяжущими веществами. Для получения вяжущих веществ их подвергают помолу — тонкому измельчению в чистом виде или чаще с добавками, вводимыми для регулирования сроков схватывания вяжущего, придания ему специальных свойств, облегчения помола и удешевления. Помол вяжущих веществ осуществляют в шаровых мельницах. Тонкость помола вяжущих принято характеризовать остатками на стандартных ситах '(% по массе) или удельной поверхностью порошка (см2/г), величину которых   для   каждого    вида    вяжущего    регламентируют в ГОСТах.  Хранение.

Хранят вяжущие вещества обычно в железобетонных силосах, которые оборудуют пневматическими устройствами для рыхления и загрузки вяжущих в транспортные средства. Некоторое количество вяжущих (около 20 % от выпуска) отправляют потребителям в бумажных многослойных мешках.

При отправке вяжущих веществ потребителям выдают паспорт, в котором указывают: завод-изготовитель, название вяжущего, его технические характеристики, массу партии и другие сведения.

 

Содержание книги: «Стройматериалы»

 

Смотрите также:

 

 Строительные материалы

 

Вяжущие вещества — основа современного строительства

Краткие сведения о развитии производства минеральных вяжущих веществ

Классификация и номенклатура вяжущих веществ, исходные материалы для их производства, добавки

Добавки

 

ЧАСТЬ 1. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ВОЗДУШНОГО ТВЕРДЕНИЯ

ГИПСОВЫЕ И АНГИДРИТОВЫЕ, ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И СЫРЬЕ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Модификации водного и безводного сульфата кальция

Технология гипсовых вяжущих а- и Р-модификаций полугидрата сульфата кальция из природного сырья

Обжиг гипса в варочных котлах

Гипсоварочный котел

Гипсовое вяжущее

Получение высокопрочного гипса варкой в окидких средах

Охрана труда и автоматизация производства на гипсовых заводах

Схватывание и твердение полуводного гипса

Свойства гипсовых вяжущих и области их применения

Ангидритовые вяжущие

Ангидритовый цемент

Высокообжиговое ангидритовое вяжущее (эстрих-гипс)

Гипсовые и ангидритовые вяжущие из побочных материалов химической промышленности

 

ГЛАВА 2. ИЗВЕСТЬ СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Исходные материалы

Негашеная известь (комовая)

Известково-обжигательные печи

Гидратная известь (пушонка) и известковое тесто

Гидраторы

Известковое тесто

Молотая негашеная известь

Охрана труда на известковых заводах

Твердение воздушной извести

Свойства воздушной извести и области ее применения

  

ГЛАВА 3. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. Каустический магнезит

Затворители для каустического магнезита

Магнезиальный цемент

Каустический доломит

 

ЧАСТЬ 2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

 

ГЛАВА 4. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ И РОМАНЦЕМЕНТ. Гидравлическая известь

Свойства гидравлической извести

Романцемент

Свойства романцемента

 

ГЛАВА 5. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Клинкер, его химический и минеральный состав

Алит

Белит

Алюмоферритная и алюминатная фаза промежуточного вещества в клинкере

Характеристика клинкера

Классификация клинкеров и номенклатура портландцементов

 

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. Сырьевые материалы и топливо

Мергели. Глины. Корректирующие добавки

Обжиг

Производство портландцемента

Мокрый способ производства клинкера

Корректирование состава шлама

Обжиг сырьевой смеси

Способы повышения эффективности изготовления клинкера мокрым способом

Сухой способ производства клинкера

Подготовка сырья и его обжиг во вращающихся печах с теплообменниками, декарбонизаторами и кальцинаторами

Обжиг в шахтных печах

Помол клинкера

Помольные установки и процессы измельчения

Хранение, упаковка и отправка цемента

Контроль производства цемента

Охрана труда на цементных заводах

Повышение эффективности производства и качества продукции

 

ГЛАВА 7. ТВЕРДЕНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА И ЕГО СВОЙСТВА

Теория твердения портландцемента при его взаимодействии с водой

 

ГЛАВА 8. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И ЗАТВЕРДЕВШЕГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Седиментационные явления в тесте

Тепловыделение при взаимодействии цемента с водой

Набухание цементного теста

Изменения в содержании твердой фазы цементного теста и камня при твердении. Контракция и пористость

Структура цементного теста и камня

Формы связи воды в цементном тесте и камне

Щелочность жидкой фазы цементного камня и ее значение для защиты стали от коррозии

 

ГЛАВА 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТОВ

Водопотребность и нормальная густота теста

Схватывание теста

Равномерность изменения объема

Активность и прочность портландцементов

Зависимость прочности цементов от их минерального состава, продолжительности твердения и дисперсности

Влияние температуры и добавок на скорость твердения портландцементов

Усадка и набухание цементного камня при изменении его влажности

Стойкость цементного камня при переменном увлажнении и высушивании

Трещиностойкость

Ползучесть цементного камня

 

ГЛАВА 10. СТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТОВ И БЕТОНОВ ПРОТИВ ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ АГРЕССИВНЫХ ФАКТОРОВ. Химическая коррозия цементного камня

Агрессивное действие на цемент некоторых органических веществ и защита бетона

Физическая коррозия цементного камня

Морозостойкость

Жаростойкость и огнеупорность цементов

 

ГЛАВА 11. РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ

Быстротвердеющие портландцементы

Портландцементы с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками

Сульфатостойкие портландцементы

Белый и цветные портландцементы

Портландцементы для бетона дорожных и аэродромных покрытий

Портландцемент для производства асбестоцементных изделий

Портландцементы для строительных растворов и бетонов автоклавного твердения

 

ГЛАВА 12. АКТИВНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ И ПУЦЦОЛАНОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ. Активные минеральные добавки

Природные минеральные добавки

Искусственные кислые активные минеральные добавки

Пуццолановые цементы. Пуццолановый портландцемент

Свойства пуццоланового портландцемента

Равномерность изменения объема пуццоланового портландцемента

Усадка и набухание пуццоланового портландцемента

Прочность пуццоланового портландцемента

Воздухостойкость. Морозостойкость пуццоланового портландцемента

Известесодержащие вяжущие вещества

 

ГЛАВА 13. ШЛАКИ И ШЛАКОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Доменные шлаки

Химический состав доменных шлаков

Минеральный состав и структура доменных шлаков

Гидравлические свойства доменных шлаков

Передельные шлаки черной металлургии

Электротермофосфорные гранулированные шлаки

Шлаковые цементы. Шлакопортландцемент

Области применения шлакопортландцемента

Сульфатно-шлаковый цемент

Известково-шлаковое вяжущее

Шлаковые вяжущие вещества для бетонов автоклавного твердения

Шлакощелочные вяжущие

Известково-белитовое (нефелиновое) вяжущее

 

ГЛАВА 14. ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ. Состав глиноземистого цемента

Производство глиноземистого цемента

Твердение глиноземистого цемента

Свойства и области применение глиноземистого цемента

 

ГЛАВА 15. СМЕШАННЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества - ГЦПВ

 

ГЛАВА 16. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ С ДОБАВКАМИ ПОЛИМЕРНЫХ ВЕЩЕСТВ

 

ГЛАВА 17. КИСЛОТОУПОРНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ЦЕМЕНТ И ЖИДКОЕ СТЕКЛО




Rambler's Top100