Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

Будівельні матеріали


Книги з будівництва та ремонту

 

НЕОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

Виробництво неорганічних в'яжучих речовин

 

 

Основу виробництва неорганічних в'яжучих речовин складають наступні технологічні переділи: видобування сировини, підготовка сировинної суміші, випалювання та помел. Всі технологічні переділи послідовно пов'язані між собою і проводяться в строго заданих режимах. Принципових відмінностей при виготовленні в'яжучих немає; різна сировина, отже, технічні прийоми здійснення зазначених переділів.

Виробництво в'яжучих речовин пов'язане з переробкою великих кількостей різноманітних сировинних та допоміжних матеріалів. Наприклад, для отримання 1 т портландцементного клінкеру витрачається до 1,5...1,8т вапняку і до 0,2...0,5 м глинистих порід. Враховуючи високу вартість транспорту, заводи в'яжучих речовин будують поблизу родовищ сировинних матеріалів, і їх видобуток входить у загальний комплекс технологічних операцій, здійснюваних заводом.

Видобуток нерудних копалин здійснюють методом прямої екскавації. Скельні породи (вапняки та ін) заздалегідь розпушують вибухами. М'які породи (глину і крейда) добувають гідромоніторами у вигляді текучої маси (шламу).

Доставку сировини на завод здійснюється залізничним, автомобільним транспортом, стрічковими конвеєрами або перекачують по трубопроводах у вигляді шламу.

Обов'язковою підготовчою операцією у виробництві всіх в'яжучих є подрібнення сировини. При виробництві в'яжучих з однокомпонентного сировини (вапна, гіпсу та ін) останнім подрібнюють до шматків приблизно одного розміру. В іншому випадку дрібні шматки виявляться перепаленими, а великі необожженными, тобто не буде однорідного продукту. Високоякісні в'яжучі із суміші декількох сировинних компонентів (портландцемент і його різновиди та ін) можна виготовити тільки з однорідної суміші, одержуваної ретельним змішуванням складових у тонкоизмельченном вигляді. Дроблення сировини виробляють у конусних, щокових, молоткових, валкових та інших дробарках. Тонке подрібнення (помел) сировини виробляють мокрим і сухим способами в млинах.

 

 

При мокрому способі сировинні матеріали подрібнюють і змішують в присутності води до утворення сметаноподібної водної суспензії - шламу. Компоненти сировинної шихти, здатні розпускатися у воді '(глина, крейда, м'який мергель та інші породи), попередньо размучивают (розпускають) у спеціальних апаратах-болтушках, що представляють собою бетонні резервуари, обладнані пристроями для перемішування суспензії, а потім направляють на домол в кульові млини. Тверді сировинні матеріали (вапняк, мергель) розмелюють у млинах, що представляють собою сталевий циліндр, поділений всередині на камери дырчатыми перегородками. При обертанні млини мелють тіла (металеві кулі або циліндрики) піднімаються на деяку висоту і падають, розбиваючи і розтираючи зерна матеріалу. Виходить з млина сировинної шлам вологістю 36....38 % транспортують по трубах в шламбассейны, де його ретельно усереднюють і гомогенізують, а потім подають на випал.

 При сухому способі подрібнені сировинні матеріали частково підсушують, дозують з заданих співвідношеннях і подають у млин, де вони подрібнюються до необхідної тоніна. Для тонкого подрібнення сировинної шихти переважно застосовують технологічні схеми з млинами для одночасної сушки і помелу (5.1).

Усереднення та гомогенізацію сировинної муки при сухому способі здійснюють в силосах, нагнітаючи в них стиснене повітря. При насиченні (аерірованія) повітрям суха шихта набуває рухливо-текучий стан.

При виробництві портландцементу все ширше використовують також комбінований спосіб приготування сировинної суміші, при якому сировинну суміш готують по мокрому способі, потім шлам зневоднюють і з нього готують гранули для випалу.

Вибір способу підготовки сировинної суміші обумовлюється головним чином властивостями сировинних матеріалів та економічними міркуваннями. При мокрому способі полегшується подрібнення матеріалів і швидко досягається однорідність суміші, але витрата палива на випал в 1,5...2 рази більше, ніж при сухому способі. При сухому способі зростає витрата електроенергії і трудомісткість виробництва. Успіхи в техніці помелу і гомогенізації сухих сумішей в даний час сприяють розвитку сухого і комбінованого способів виробництва.

 Випал сировинної шихти є найважливішим етапом в виробництві в'яжучих речовин. В результаті фізико-хімічних процесів, відбуваються при термічній обробці вихідних сировинних матеріалів, утворюються нові сполуки, здатні вступати у взаємодію з водою і при цьому тверднути, перетворюючись в штучний камінь. Кожен вид в'яжучого вимагає певних температур і часу дії на оброблюваний сировину.

При нагріванні внаслідок прискорення теплового руху іонів, атомів і молекул у твердому тілі виникають умови для відриву деяких з них з постійних орбіт руху і переходу їх в навколишній простір. В результаті, як це відбувається при дегідратації (зневоднення) природного гіпсу при 150...200°С або декарбонізації (видалення СО2) карбонатних порід при 800...900°С, утворюються нові речовини (гіпсові в'яжучі і повітряна вапно), володіють терпкими властивостями.

При температурах 800... 1200 °С і більше тепловий рух молекул твердих речовин зростає настільки значно, що між ними стає можливим обмін іонами і атомами з утворенням нових сполук (реакції в твердих фазах). При випалюванні в цих умовах мергелистих вапняків або штучних сумішей вапняків і глини продукти їх розкладання (CaO, SiO2, A12O3, Fe2O3 та ін) утворюють серію нових сполук (2CaO-SiO2, СаО-А12О3, 2CaO-Fe2O3), що є основними мінералами гідравлічного вапна і романцемент.

Швидкість хімічних реакцій зростає при появі рідкої фази (при температурі понад 1300 °С).

 Процес випалу з частковим плавленням сировинної суміші називають спіканням. Випалом до спікання отримують портландцементний клінкер. Утворення рідкої фази при його виробництві забезпечує найбільш повне засвоєння оксидами кремнію SiO2 і алюмінію А12О3 оксиду кальцію СаО і отримання високоосновних мінералів, зокрема найбільш цінного мінералу клінкері - трьохкальцієвого силікату 3CaO-SiO2.

Найбільш швидко хімічні реакції утворення речовин, володіють терпкими властивостями, протікають при повному плавленні сировинної суміші. Цього зазвичай досягають нагріванням суміші до 1600..1800 °С, що вимагає підвищеної витрати палива і застосування спеціальних печей. В даний час плавленням отримують лише глиноземистий цемент високих марок.

Таким чином, отримання в'яжучого речовини із заданими властивості залежить не тільки від хімічного складу сировини, але і від правильного вибору температури випалу і інтервалу часу для кожної зони випалу. З однієї і тієї ж мінеральної суміші, але при різних температурі і режимі випалу можна отримати в'яжуче із різними властивостями (наприклад, роман-цемент і портландцемент).

Процеси, що відбуваються при випалюванні сировинних матеріалів, і теплові апарати для випалу мають певну специфіку для різних в'яжучих, тому будуть розглянуті при описуванні конкретних в'яжучих речовин.

Абсолютна більшість продуктів випалу у вигляді частинок різної крупності ще не є в'яжучими речовинами. Для отримання в'яжучих речовин їх піддають помолу - тонкому подрібненню у чистому вигляді або частіше з добавками, що вводяться для регулювання термінів схоплювання в'яжучого, надання йому спеціальних властивостей, полегшення помелу і здешевлення. Помел в'яжучих речовин здійснюють у кульових млинах. Тонкість помелу в'яжучих прийнято характеризувати залишками на стандартних ситах '(% по масі) або питомої поверхнею порошку (см2/г), величину яких для кожного виду в'яжучого регламентують в ГОСТах. Зберігання.

Зберігають в'яжучі речовини зазвичай в залізобетонних силосах, які обладнують пневматичними пристроями для розпушування і завантаження в'яжучих в транспортні засоби. Деяка кількість в'яжучих (близько 20 % від випуску) відправляють споживачам в паперових багатошарових мішках.

При відправці в'яжучих речовин споживачам видають паспорт, в якому вказують: завод-виготовлювач, назва в'яжучого, його технічні характеристики, масу партії та інші відомості.

 

Зміст книги: «Будматеріали»

 

Дивіться також:

 

 Будівельні матеріали

 

В'яжучі речовини - основа сучасного будівництва

Короткі відомості про розвиток виробництва мінеральних в'яжучих речовин

Класифікація і номенклатура в'яжучих речовин, вихідні матеріали для їх виробництва, добавки

Добавки

 

ЧАСТИНА 1. В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ ПОВІТРЯНОГО ТВЕРДІННЯ

ГІПСОВІ ТА АНГІДРИДНІ, В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ ТА СИРОВИНА ДЛЯ ЇХ ВИРОБНИЦТВА

Модифікації водного і безводного сульфату кальцію

Технологія гіпсових в'яжучих а - і Р-модифікацій напівгідрату сульфату кальцію з природної сировини

Випал гіпсу у варильних котлах

Гипсоварочный котел

Гіпсове в'яжуче

Отримання високоміцного гіпсу варінням в окидких середовищах

Охорона праці та автоматизація виробництва на гіпсових заводах

Схоплювання і твердіння напівводяного гіпсу

Властивості гіпсових в'яжучих та області їх застосування

Ангідридні в'яжучі

Ангидритовый цемент

Высокообжиговое ангидритовое в'яжучий (эстрихигіпс)

Гіпсові та ангідридні в'яжучі з побічних матеріалів хімічної промисловості

 

ГЛАВА 2. ВАПНО БУДІВЕЛЬНА ПОВІТРЯНОГО ТВЕРДІННЯ

Вихідні матеріали

Негашене вапно (технічна)

Вапняно-випалювальні печі

Гідратне вапно (пушонка) і вапняне тісто

Гидраторы

Вапняне тісто

Мелене негашене вапно

Охорона праці на вапняних заводах

Твердіння повітряної вапна

Властивості повітряної вапна і області її застосування

  

РОЗДІЛ 3. МАГНЕЗІАЛЬНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ. Каустичний магнезит

Затворители для каустичної магнезиту

Магнезіальний цемент

Каустичний доломіт

 

ЧАСТИНА 2. ГІДРАВЛІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

 

ГЛАВА 4. ГІДРАВЛІЧНА ВАПНО І РОМАНЦЕМЕНТ. Гідравлічна вапно

Властивості гідравлічного вапна

Романцемент

Властивості романцемент

 

ГЛАВА 5. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Клінкер, його хімічний і мінеральний склад

Аліт

Білить

Алюмоферрітная і алюмінатних фаза проміжної речовини в клінкері

Характеристика клінкеру

Класифікація клінкерів і номенклатура портландцементів

 

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГІЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ. Сировинні матеріали і паливо

Мергелі. Глини. Коригуючі добавки

Випал

Виробництво портландцементу

Мокрий спосіб виробництва клінкеру

Коректування складу шламу

Випал сировинної суміші

Способи підвищення ефективності виготовлення клінкеру мокрим способом

Сухий спосіб виробництва клінкеру

Підготовка сировини та її випалювання в обертових печах з теплообмінниками, декарбонизаторами і кальцинаторами

Випал в шахтних печах

Помел клінкеру

Помольні установки і процеси подрібнення

Зберігання, упакування і відправлення цементу

Контроль виробництва цементу

Охорона праці на цементних заводах

Підвищення ефективності виробництва і якості продукції

 

ГЛАВА 7. ТВЕРДІННЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ ТА ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ

Теорія твердіння портландцементу при його взаємодії з водою

 

ГЛАВА 8. СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТНОГО ТІСТА І ЗАТВЕРДІЛОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМЕНЮ

Седиментаційні явища в тесті

Тепловиділення при взаємодії цементу з водою

Набухання цементного тіста

Зміни у змісті твердої фази цементного тіста і каменю при твердінні. Контракція і пористість

Структура цементного тіста і каменю

Форми зв'язку води в цементному тесті та камені

Лужність рідкої фази цементного каменю і її значення для захисту сталі від корозії

 

ГЛАВА 9. ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТІВ

Колір і нормальна густота тіста

Схоплювання тесту

Рівномірність зміни об'єму

Активність і міцність портландцементів

Залежність міцності цементів від їх мінерального складу, тривалості твердіння і дисперсності

Вплив температури й домішок на швидкість твердіння портландцементів

Усадка і набухання цементного каменю при зміні його вологості

Стійкість цементного каменю при змінному зволоженні і висушуванні

Тріщиностійкість

Повзучість цементного каменю

 

ГЛАВА 10. СТІЙКІСТЬ ЦЕМЕНТІВ І БЕТОНІВ ПРОТИ ДІЇ ХІМІЧНИХ І ФІЗИЧНИХ ПОДРАЗНИКІВ. Хімічна корозія цементного каменю

Агресивна дія на цемент деяких органічних речовин і захист бетону

Фізична корозія цементного каменю

Морозостійкість

Жаростійкість і вогнетривкість цементів

 

ГЛАВА 11. РІЗНОВИДИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТІВ

Швидкотверднучі портландцементи

Портландцементи з пластифицирующими і гідрофобізуючими добавками

Сульфатостойкие портландцементи

Білий і кольорові портландцементи

Портландцементи для бетону дорожніх і аеродромних покриттів

Портландцемент для виробництва азбестоцементних виробів

Портландцементи для будівельних розчинів і бетонів автоклавного твердіння

 

ГЛАВА 12. АКТИВНІ МІНЕРАЛЬНІ ДОБАВКИ І ПУЦЦОЛАНОВЫЕ ЦЕМЕНТИ. Активні мінеральні добавки

Природні мінеральні добавки

Штучні кислі активні мінеральні добавки

Пуццолановые цементи. Пуцолановий портландцемент

Властивості пуццоланового портландцементу

Рівномірність зміни обсягу пуццоланового портландцементу

Усадка і набухання пуццоланового портландцементу

Міцність пуццоланового портландцементу

Воздухостойкость. Морозостійкість пуццоланового портландцементу

Известесодержащие в'яжучі речовини

 

ГЛАВА 13. ШЛАКИ І ШЛАКОВІ ЦЕМЕНТИ

Доменні шлаки

Хімічний склад доменних шлаків

Мінеральний склад і структура доменних шлаків

Гідравлічні властивості доменних шлаків

Передельные шлаки чорної металургії

Электротермофосфорные гранульовані шлаки

Шлакові цементи. Шлакопортландцемент

Області застосування шлакопортландцементу

Сульфатно-шлаковий цемент

Вапняно-шлакове в'яжучий

Шлакові в'яжучі речовини для бетонів автоклавного твердіння

Шлаколужні в'яжучі

Вапняно-белитовое (нефелиновое) в'яжучий

 

ГЛАВА 14. ГЛИНОЗЕМИСТИЙ ЦЕМЕНТ ТА ЙОГО РІЗНОВИДИ. Склад глиноземистого цементу

Виробництво глиноземистого цементу

Твердіння глиноземистого цементу

Властивості та області застосування глиноземистого цементу

 

ГЛАВА 15. ЗМІШАНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ З СПЕЦІАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Гипсоцементно-пуццолановые в'яжучі речовини - ГЦПВ

 

ГЛАВА 16. НЕОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ З ДОБАВКАМИ ПОЛІМЕРНИХ РЕЧОВИН

 

ГЛАВА 17. КИСЛОТОТРИВКИЙ ЦЕМЕНТ І КВАРЦОВИЙ РІДКЕ СКЛО

ффф