Seo-friends.ru

Большая стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свое производство шлакощелочного цемента

Безклинкерный цемент

Традиционные технологии производства цемента включают стадию получения клинкера – гранулированной смеси исходных размолотых известняка и глины, прокаленной при температуре 1400 °С (портландцемент). Основными недостатками данной технологии выступают:

  • Высокая энергоемкость;
  • Высокая капиталоемкость;
  • Длительные сроки окупаемости;
  • Негативное влияние на окружающую среду (неэкологичность).

Частично устранить или сократить все негативные моменты, связанные с традиционным процессом производства цемента, призвана альтернативная технология производства так называемого бесклинкерного цемента. При «холодном» способе производства стадия высокотемпературной прокалки клинкера, осуществляемая в дорогостоящих барабанных вращающихся печах и соответственно сопровождаемая большим расходом топлива, исключается из технологического процесса. Это позволяет многократно сократить потребление энергоносителей и на порядок уменьшить капитальные затраты. Таким образом, бесклинкерная технология производства цемента даже на малотоннажных установках обеспечивает трёхкратное снижение его себестоимости.

Бесклинкерный цемент – шлако-щелочный цемент, который может использоваться в тех же сферах применения, что и традиционный цемент. Физико-химические свойства шлако-щелочного цемента аналогичны свойствам традиционного цемента. А строительный раствор и бетон из такого цемента отличаются высокой износостойкостью даже в агрессивной среде, такой как морская вода, а также обладает низкой температурой гидратации.

Основа шлако-щелочного цемента — шлак. Получить его возможно двумя способами:

1) Основные компоненты – Al2O3, SiO2, CaO – смешиваются в пропорции, которая позволяет получить оптимальный состав смеси для получения высококачественного шлака после расплава компонентов. В качестве сырья на выбор могут быть использованы:

  • зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана
  • известняк, известковая глина, карбонат кальция или доломитизированный известняк
  • песок, глина содержащая песок или известь содержащая песок
  • минеральные отходы, содержащие кальций, алюминий, кремний.

2) Готовый доменный шлак, полученный в процессе производства чугуна.

1) Производство цемента на основе специального гидравлического шлака

Процесс производства бесклинкерного цемента на основе специального гидравлического шлака состоит из трех этапов, которые отличаются от этапов производства традиционного портландцемента: плавление, охлаждение расплава, помол цемента.

Плавление сырья для получения шлака

Сырье для получения специального гидравлического шлака расплавляется в плавильной печи. Перед тем как поступить в плавильную печь сырье проходит через устройство предварительного нагрева, использующее отработанное тепло плавильной печи. Плавильная печь напоминает стекловаренную печь, однако при производстве цемента нагрев печи осуществляется за счет угля, пылевидного топлива, традиционного топлива или газа. Температура плавления – около 1450°C.

Охлаждение расплава и помол

На выходе из плавильной печи расплав охлаждается и подвергается грануляции. Данная система грануляции с водяным охлаждением позволяют обеспечить высокую реактивность шлака. Охлаждающая вода подается под большим давлением, что позволяет обеспечить быстрое охлаждение жидкой стекломассы и высокое содержание стекла в шлаке. На выходе из охлаждающей системы мы получаем слегка теплый и практически сухой шлак, готовый к использованию.

Быстрое охлаждение расплава позволяет получить шлак с очень высокой потенциальной реакционной способностью. Гранулят может храниться в течение длительного периода времени без потери данного свойства.

Охлажденный гранулированный шлак необходимо измельчить. После измельчения до порошкообразного состояния шлак готов к реакции при взаимодействии с водой.

Изготовление цемента

Для изготовления готового к использованию цемента смешиваются три компонента:

  • высушенный и гранулированный шлак
  • порошкообразный дополнительный материал
  • небольшое количество активизатора

Компоненты дозируются и смешиваются в нужных пропорциях для получения цемента желаемого качества.

В качестве дополнительного материала может использоваться:

  • зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана
  • песок, глина содержащая песок или известь содержащая песок
  • доменные шлаки

Активизатор добавляется в небольших количествах (от 2 до 5% от массы смеси). Количество и тип активизатора зависит от того, какую марку цемента вы хотите получить. Различное дозирование и выбор смешиваемых компонентов позволяет производить большое количество различных марок цемента на основе одних и тех же базовых компонентов.

В связи с высокой реакционной способностью приготовленного шлака , необходимы добавки, сдерживающие реакцию, такие, как зольная пыль или другое химически инертной вещество.

Голландская компания ASCEM BV разработала рецептуру, при которой смесь измельченного шлака и инертного вещества — золы – составляет 50/50.

Выше были приведены этапы производства цемента, характерные исключительно для производства шлакового цемента. Остальные этапы схожие с этапами производства традиционного портландцемента:

  • Разработка месторождений сырья, подготовка сырьевых материалов, дробление, помол и хранение различных сырьевых компонентов перед этапами предварительного нагрева и плавления.
  • Смешивание различных компонентов перед этапами предварительного нагрева и плавления.
  • Упаковка цемента в мешки и отгрузка на склад после этапа смешивания шлаков, дополнительных материалов и активизатора.

Схема производства бесклинкерного цемента на основе специального гидравлического шлака

Источник: по данным компании ASCEM BV

Полученный таким способом цемент обладает очень низкой температурой гидратации при производстве бетона, в связи с этим он может использоваться в производстве монолитного бетона, укладываемого в большие массивы. Другим важным свойством бетона является его высокая коррозиестойкость в агрессивной среде, такой как морская вода или сточные воды.

Ниже приведена сравнительная таблица свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента.

Сравнительная характеристика свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента.

Физико-химические свойства цемента/строительного раствораОбычный цемент, сопоставимый со свойствами портландцементаМодифицированный
удобоукладываемость++
температура гидратации+++
прочность при сжатии в возрасте 1 день+++
прочность при сжатии в возрасте 28 дней++
устойчивость к проникновению воды+
устойчивость к воздействию CO 2+
коррозиестойкость
сульфатостойкость+++++
устойчивость к воздействию серной кислоты+++
устойчивость к воздействию хлора++

0 одинаково
+ немного превосходит
++ превосходит
+++ намного превосходит

Источник: по данным компании ASCEM BV

Помимо высоких потребительских характеристик производство бесклинкерным способом оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными методами производства цемента.

При производстве цемента традиционным способом сырье обычно добывается из земли в больших количествах и трансформируется в цементирующий материал через обжиг, спекание или плавление и помол. Данные процессы являются чрезвычайно энергоемкими и оказывают негативное влияние на окружающую среду.

Помимо добычи сырья выброс в атмосферу отработанных газов и загрязнение атмосферы пылью также отрицательно сказываются на состоянии окружающей среды. Хотя производство бесклинкерного цемента не свободно от выделения в атмосферу газов и пыли, оно все же является более экологически чистым по сравнению с производством традиционного портландцемента.

Также в производстве бесклинкерного цемента используется вторичное сырье, такое как зольная пыль, что позволяет экономить природные ресурсы планеты.

Сравнительная характеристика свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента
Потребление сырья (кг) на тонну производимого цемента
ASCEMПортландцемент
Известняк4001200
Глина50200
Гипс50
Зольная пыль650100
Активизатор100
Всего12001550
Потребление энергии
ASCEMПортландцемент
Первичное потребление энергии (гигаДжоуль)1,73,2
Электроэнергия(кВт/ч)180100
Общее потребление энергии2,43,6
Выбросы газов и пыли в атмосферу
ASCEMPortland Cement
CO2 (мг/Нм 2 )175528
No2 (мг/Нм 2 )200 — 300600 — 2200
SO2 (мг/Нм 2 )3535
Пыль(мг/Нм 2 )

Источник: по данным компании Крона-СМ

К преимуществам технологии производства цемента на основе металлургического шлака относятся:

  1. Простота, экономичность технологического процесса и используемого оборудования;
  2. Использование в качестве сырья промышленных отходов (дешевизна, устранение загрязнений окружающей среды);
  3. Пониженные энергозатраты и удельные капиталовложения.
  4. Небольшая мощность производства позволяет сократить срок между изготовлением и использованием цемента, устраняя тем самым его дезактивацию (нормативный срок хранения свежего портландцемента – 3 месяца);
  5. Возможность выпуска цементов с повышенной скоростью твердения (согласно требованиям Заказчиков);
  6. Возможность производства широкой гаммы цветных цементов с незначительным увеличением себестоимости продукции.
  7. Гибкость производства, возможность быстрого перехода к выпуску других видов и марок цементов.

Статья предоставлена Академией Конъюнктуры Промышленных Рынков

Шлакощелочные цементы сегодня и завтра

Цемента наша страна производит больше всех в мире. Рубеж 100 млн. тонн в год давно превзойден. Мы вправе этим гордиться, но не вправе успокаиваться: потребность в главном вяжущем растет, производство классического портландцемента энергоемко, резервы (и огромные) есть.

Можно было бы и дальше наращивать производство традиционных вяжущих путем строительства новых заводов. Но это экстенсивный путь, и эффективен ли он? Ответ на этот вопрос даст сравнение технологии и свойств, классического портландцемента и относительно новых вяжущих — шлакощелочных цементов, в создании которых авторы — сотрудники Киевского инженерно-строительного института — примяли посильное участие.

Классический портландцемент

Главный вяжущий материал нашего времени, строители широко применяют уже более ста лет. Его достоинства общеизвестны, недостатки — в меньшей степени и главным образом специалистам. Сырье для производства портландцемента, в общем-то, очень доступно. Это карбонатные горные породы и глинистые вещества, которые измельчают, усредняют и перемешивают. Чтобы эти процессы шли легче, в исходную смесь добавляют воду (32-35% по массе).

Образующуюся при этом смесь подают в весьма солидных размерах во вращающиеся печи для обжига. Вращение гигантских печей и нагрев смеси до температур около 1450°С требует огромного расхода электроэнергии и топлива. Не случайно в суммарных затратах производство портландцемента до этой операции — 70-80%.

В результате обжига получается так называемый клинкер. Чтобы преврати клинкер в портландцемент, его (вместе с гипсом и добавками) мелют в шаровых мельницах — Тоже достаточно энергоемкий процесс. И вот что еще важно: чем меньше размеры зерен, тем лучше прочнее получающийся цемент. Одна уменьшение их размера требует больших энергозатрат, которые не компенсируются достигаемым при этом увеличением прочности. Иными словами, качество растет непропорционально вложениям. Оттого современное производство цемента дает главным образом продукт низких марок (200, 300, 400). Марка определяется пределами прочности на изгиб и сжатие стандартных образцов.

Делают их так, готовят смесь цемент — песок (1:3), добавляют в (0,4 массы цемента) и после тщательного перемешивания заполняют цементным тестом формы 4×4×16 см и оставляют на твердение в постоянных, определенных ГОСТом условиях. Через 28 суток вынимают готовые 16-сантиметровые палочки и испытывают их прочность при изгибе, а полученные половинки — на сжатие.

Было много попыток повысить максимально достижимую, марку изменением минералогического состава клинкера или тонкостью помола. Однако существенного увеличения прочности при разумных затратах такими путями достичь не удалось. Очевидно, система портландцемент — вода» по существу, себя исчерпала, В то же время очевидно: современное строительство, и прежде всего сооружение многоэтажных зданий из бетона и железобетона, ну ж лаете я в цементах повышенной прочности. Отсюда необходимость создания принципиально новых вяжущих и более эффективных ресурсо- и энергосберегающих технологий. Этим требованиям во многом отвечают шлакощелочные цементы, разработка которых началась в нашем институте в конце 50-х годов.

Шлаки плюс щелочи

Шлакощелочные цементы получают из тонкоизмельченных гранулированных металлургических шлаков, к которым добавляются малогигроскопичный щелочной компонент и вода (или заранее приготовленный раствор одного из доступных соединений щелочных металлов). Важно только, чтобы создавалась щелочная среда.

Для производства таких цементов пригодны шлаки доменных, мартеновских, электротермофосфорных печей, а также шлаки цветной металлургии — лишь бы по составу это были силикатные и алюмосиликатные расплавы. Важно, что все это — не природное невозобновляемое сырье, а крупнотоннажные отходы существующих производств. Технология получения шлакощелочных вяжущих не только ресурсосберегающая, но и энергосберегающая. Целесообразно гранулировать огненно-жидкие шлаки при резком охлаждении их водой, а тепло, которое вода отбирает, утилизировать несложно.

Единственная энергоемкая операция при получении шлакощелочных вяжущих — помол гранулированных шлаков (при этом удельная поверхность частиц должна составить 3000-3500 см²/г, как у классического портландцемента марки 400).

В качестве щелочного компонента могут применяться такие массовые технические продукты, как NаОН, КОН, Na2СО3, Nа2SO3, Na2SiO3. Их доля — 2-5% от массы шлака в пересчете на Na2O и 3-10% в пересчете на К2О. Если используются щелочные растворы, их концентрация должна быть 15-18%. Смешение таких растворов с молотым шлаком дает вязкую массу, которая в технологически приемлемое время превращается в камневидное тело.

Наша страна, как известно, ежегодно производит около 3,0 млн. тонн едкого натра и 5,0 млн. тонн кальцинированной соды, однако вряд ли целесообразно ориентировать на них производство шлакощелочных цементов.

Более перспективно, по нашему мнению, использование различных отходов, содержащих щелочи. В этом случае производство шлакощелочных вяжущих становится элементом безотходных технологий.

Сырьевая база для массового производства таких вяжущих неограниченна. По самым скромным подсчетам, в нашей стране пока еще не нашли рационального применения около 25 млн. тонн доменных, 20 млн. тонн сталеплавильных, 4,5 млн. т электротермофосфорных и более 10 млн. тонн шлаков цветной металлургии.

В качестве щелочного компонента могут быть использованы крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, капролактама, глинозема, кислорода. Щелочные растворы, используемые для очистки металлических отливок от шлака, пригара и окалины тоже практически не используются, вывозятся на свалки, сливаются в шламонакопители. Из всех этих отходов можно ежегодно изготовить, по меньшей мере, 30 млн. тонн высокопрочных шлакощелочных бетонов.

По расчетам, удельные капиталовложения на тонну шлакощелочного вяжущего (с учетом стоимости щелочного компонента) составляют 17 рублей, в то время как для портландцемента (в зависимости от марки) — от 43 до 59 рублей. При использовании щелочесодержащих отходов разница будет еще больше.

Коротко о свойствах

Механизм действия шлакощелочных вяжущих и портландцемента неодинаков.

В цементе главное действующее начало — оксид кальция, в шлакощелочных вяжущих — соединения щелочных металлов. Именно высокая активность соединений щелочных металлов по сравнению со щелочноземельными (кальций!) обусловила возможность получения высокопрочных шлакощелочных цементов марок 1000-1500.

Чтобы получить прочный и высококачественный бетон на основе портландцемента, нужен песок, не содержащий глинистых и пылевидных частиц. Применение шлакощелочных цементов снимает это ограничение: в отличие от гидроксида кальция, соединения щелочных металлов взаимодействуют с этими частицами. Образуются щелочные гидроалюмосиликаты, обладающие вяжущими свойствами. Оттого обычно вредные глинистые фракции в песке в этом случае не ухудшают, а улучшают физико-механические свойства бетона. Кроме того, высокая активность шлакощелочных вяжущих позволяет снизить общий расход цемента в бетонах традиционных марок.

Приготовление шлакощелочных бетонов идет так же, как и обычного бетона, на портландцементе, с той лишь разницей, что затворение бетонной смеси производится не водой, а растворами щелочных компонентов.

Проведенными исследованиями установлено, что шлакощелочные цементы придают бетонам не только прочность, но и большую паро- и водонепроницаемость, морозостойкость и жаростойкость, лучшую устойчивость к действию агрессивных сред. Все это позволяет считать их прогрессивными, высокоэффективными строительными материалами настоящего и будущего.

Путь на стройплощадки

Уже сейчас изделия из шлакощелочных цементов и бетонов с успехом используются в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства. Обследование этих конструкций и испытания после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали: прочность их за это время не уменьшилась, а напротив» выросла в полтора-два раза.

Начиная с 1962 года, промышленностью выпущено более 1,5 млн. м³ шлакощелочного бетона. Это, безусловно, очень мало, можно было произвести гораздо больше.

В чем же причина? В основном, нам кажется, в недостаточной информированности. Прежде всего неинформированности производителей сульфида натрия и других отходов, содержащих щелочи. О шлакощелочных цементах и бетонах на их основе специалисты этих отраслей попросту не знают.

Можно ли упрекнуть их за это? Нет, конечно. Они регулярно читают журналы по своей основной специальности. Публикации же по шлакощелочным вяжущим пока были лишь в журналах и книгах строительного профиля.

К сожалению, плохую услугу шлакощелочным вяжущим оказали рекомендации многих учебников и монографий по охране окружающей среды. Их авторы утверждают, что для нейтрализации щелочных отходов необходимо применять добавки кислоты, обычно серной, строить станции нейтрализации и т.д. И очень немногим известно, что щелочные отходы многих производств с минимальными затратами, с минимальной переработкой или вообще без нее можно эффективно использовать в производстве строительных материалов.

Другое важное условие широкого внедрения шлакощелочных вяжущих — повышение заинтересованности предприятий, имеющих щелочесодержащие или алюмосиликатные отходы; устранение ведомственного подхода к проблеме использования отходов.

То, о чем здесь рассказано, для специалистов не новость. Многолетний опыт производства шлакощелочных цементов и эксплуатации бетонных сооружений, в которых эти цементы использовали, обсуждался на двух всесоюзных научно-практических конференциях. Опыт есть, опыт положительный. Он позволяет ставить вопрос о всемерном расширении промышленного производства таких цементов, чтобы решить важные вопросы промышленного и гражданского строительства и одновременно многие проблемы охраны окружающей среды и утилизации крупнотоннажных отходов.

Москалев Александр

Смесители сухих смесей, оборудование для производства ССС,
Станции растаривания, Пневмокамерные и пневмошлюзовые насосы, Телескопические загрузчики, Весовые бункера-дозаторы
Тел.: +7 909 261-13-29
info@stroymehanika.ru
Skype: A.Moskalev_SM

Лабазин Илья

Вопросы дилерского сотрудничества, Фасовочные станции, Станции затаривания, Дозаторы малых добавок
Тел.: +7 962 272-62-77
info@stroymehanika.ru
Skype: stroymehanika71

Лозовский Михаил

Ленточные конвейеры и элеваторы, Винтовые конвейеры АРМАТА, Силосы цемента, Дробильно-сортировочное и помольное оборудование, Виброгрохоты и вибросита
Тел.: +7 960 616-30-22
info@stroymehanika.ru

Что это такое — цемент со шлаком, его применение, пропорции для бетона

Цемент со шлаком – строительный материал, применяемый во многих сферах для возведения наземных/подземных, подводных сооружений. Это вяжущий гидравлический компонент, производимый посредством измельчения цементного клинкера, шлака в гранулах (20-80%, но оптимально 50%) и гипса (максимум 5%).

На протяжении достаточно длительного времени в сфере строительства гранулированный шлак считали отходом, но потом начали применять шлаковые бетоны, оценив их долговечность и легкость. Материалы вторичного производства, так называемые отходы работы металлургической промышленности, с добавлением глины, гипса, смешанные с цементом, придают конструкции повышенную прочность.

Шлаковый цемент нашел широкое применение в сооружении железобетонных объектов, где установлены высокие показатели стойкости к воздействию агрессивных химических веществ. Эти бетонные смеси актуальны для монтажа монолитных построек. Так, в случае применения обычного цемента в больших конструкциях выделяется значительный объем тепла, который в процессе быстрого охлаждения может стать причиной появления деформаций и трещин. При использовании шлакобетона такой проблемы не возникает.

Самый распространенный цемент со шлаком – это созданный на соединении щелочного металла и гидросиликата Calcium, в тандеме с гидроилюмосиликатом и мелким металлургическим шлаком. Выполненные из данного материала конструкции дают минимальную пористость. Благодаря высокому качеству гидропоглощение минимально, а стойкость к низким температурам максимальная. Уже через сутки материал набирает около 30% прочности по нормативу.

Недостатки

Следует упомянуть, рассматривая цемент со шлаком, что это материал со сравнительно небольшим количеством минусов. Точнее, он один – при нарушении герметичности тары, в которой поставляется цемент, он теряет свою прочность уже через полтора месяца со дня производства.

Достоинства

Рассматривая цемент со шлаком, нужно тщательно изучить все нюансы и особенности. Несмотря на большое количество плюсов, основным достоинством шлакопортландцемента является более низкая себестоимость при прочих равных. Доменный гранулированный шлак, который появляется в качестве отходов выплавки черного металла, проявляет все те же свойства, что и обыкновенный цемент. При этом, предполагает и некоторые положительные свойства.

  • Более низкая цена при условии тех же параметров и характеристик прочности.
  • Небольшой показатель плотности и удельного веса не оказывают на фундамент и перекрытия существенного давления.
  • Прекрасная жаропрочность материала – диапазон нагрева доходит до +800 градусов.
  • Коррозийная стойкость на высоком уровне.
  • Высокая скорость затвердевания.
  • Повышенный показатель морозостойкости при применении технологии пропаривания железобетонных изделий.
  • Сравнительно низкая температура тепловыделения.
  • Великолепная стойкость монолита к воздействию сульфатных и пресных вод, другим агрессивным средам.

Технология производства

Цемент со шлаком пропорции для бетона может предполагать разные – все зависит от требуемых характеристик и параметров, условий эксплуатации итоговой конструкции. Обычно в составе шлакоцемента есть три компонента: клинкер, гипс и шлак. Но есть шлаковый бесклинкерный цемент, в котором объем шлака может достигать 90%. Такой материал стоит меньше, но сфера применения его достаточно ограничена.

  • Высушивание шлака до уровня влажности менее 1%. В общем объеме материала его доля может варьироваться в пределах от 20 до 80%.
  • Тщательный помол шлака с гипсом и клинкером в мельнице до получения тонкодисперсного гомогенного порошкообразного вещества. Одновременно осуществляется смешивание материалов и доля гипса не должна быть больше 5%.

Класс шлакоцемента определяется видом шлака – он бывает гранулированным, кислым, основным. На прочность влияет не столько физическая структура, сколько химическая формула. Гранулированные шлаки стоят меньше, но нужно помнить, что созданный на их основе раствор будет твердеть дольше обычного и в смесь шлак не стоит вводить в объеме более 50%.

Сферы применения портландцемента со шлаком

Цемент со шлаком применение нашел в самых разных сферах. Часто используют его в строительстве подводных железобетонных конструкций, на которые будет постоянно влиять водная среда. Также материал актуален для создании сухих смесей для производства панелей для стен, других конструкций. Этот тип цемента по характеристикам соответствует портландцементу марки М500.

  • 10 – используется при выполнении теплоизоляционных работ
  • 25-35 – актуален для строительства несущих конструкций/элементов
  • 50 – лучший материал для создания наружных несущих стен, разного типа армированных перемычек, внутренних перегородок зданий и т.д.

Шлакобетон ценят за небольшой удельный вес, поэтому часто применяют на серьезных объектах. Таким образом удается существенно снизить нагрузку на конструктивные части и фундамент, сэкономить финансы и время при монтаже плит больших габаритов (за счет пониженной массы).

  • Создание монолитных/сборных элементов в промышленном/частном строительстве
  • Создание конструкций с необходимостью ускоренного твердения
  • Производство бетонных коммуникационных труб
  • Работы по монтажу дорог, где актуально быстрое схватывание раствора
  • Строительство мостов, эстакад
  • Замес растворов для кладки, оштукатуривания

Когда готовится цемент со шлаком, пропорции для бетона, нужно учитывать одну особенность – несмотря на все положительные свойства материала, через 3-4 десятка лет качество монолита резко снижается. Об этом моменте нужно помнить и вовремя принимать меры по предупреждению деформации конструкций/зданий.

Выбор сырья и особенности хранения

Производство шлакоцемента регулируют ГОСТы 10178-85 и 31108-2003: первый определяет марку прочности, второй – класс. При выборе материала ориентироваться лучше всего на лабораторный анализ.

  • В составе доменного шлака должны быть 4 оксида: CaO, SiO2, Al2O3, MgO в общей пропорции 9:1.
  • Объем оксида серы SO3 – максимум 3.5%
  • В клинкере должны быть: MnO в объеме не больше 3%, также C3A и C3S

Прочность шлакоцемента гарантируется очень мелким помолом, который в ответе за быстрое твердение и высокую прочность. Именно тонкость помола влияет на активность. Если нужно получить высококачественное вяжущее (для фундамента, к примеру) лучше применять сепараторный либо двухступенчатый помол.

В смесь для приготовления шлакобетона добавляют далеко не любое сырье. Основное требование к шлаку – отсутствие в его составе оксидов химических соединений, способных плохо повлиять на свойства материала. Обязательное требование: шлак должен быть чистым, без любого рода примесей (земли, глины, золы и т.д.). Как правило, в цемент идут шлаки металлургической/топливной промышленности.

Большое значение для чистоты и прочности шлака имеет правильное хранение: шлак перемещают минимум 3 раза в местах хранения, избавляясь от примесей серы и известей. Материал пригоден для производства, пока в нем сохранена кристаллическая структура и отсутствуют признаки распада, появляющиеся под воздействием находящихся в атмосфере газов и влаги в процессе перехода одних соединений в другие. Эти соединения имеют большой объем, ввиду чего при переходе разрушаются и растрескиваются куски шлака.

Класс шлакобетона зависит от величины зерен шлака – они могут варьироваться в диапазоне 5-40 миллиметров. Для получения смеси песок берут фракции максимум 5 миллиметров. Шлаковый песок повышает многие показатели бетона, в том числе прочность и плотность. Из шлакового щебня производят легкий бетон, с прекрасными показателями теплоизоляции, но низкий прочностью.

Технические характеристики

Все свойства и параметры шлакобетона определяются ГОСТ 10178-85 и зависят от используемых в производстве компонентов (их качества и объема).

  • В клинкере должно содержаться магния максимум 5-6%, в противном случае понижается качество бетона
  • Шлаки в гранулах, произведенные электротермометаморфическим или доменным путем, входят в состав в объеме 20-80% и определяют плотность, прочность и другие характеристики
  • Чистый гипс, полученный естественным путем с добавлением фтора и фосфора, включается в состав в объеме максимум 5%
  • Чем больше в составе шлака, тем дольше затвердевает смесь и тем меньше тепла продуцируется реакцией гидратации
  • Усадка шлакового цемента такая же, как и у обычного
  • Жаропрочность находится в пределах +600-800 градусов
  • При условии отсутствия плотной молекулярной консистенции, а также использующихся для активации веществ после застывания шлак не станет реагировать с водой, поэтому смесь часто используют в создании конструкций в условиях повышенной влажности

Шлакопортландцемент бывает быстротвердеющим и с нормальными параметрами твердения. Для активизации процесса в материал добавляют присадки – это специальные ускорители вулканического или минерального происхождения (это могут быть пемза, пепел). Произведенный из шлака бетон готовят в таком соотношении: 4-5 частей шлака, по 2 части песка и цемента.

Конструкции/здания достигают прочности уже в течение 7-14 дней. В прохладных условиях материал твердеет медленно, поэтому для ускорения процесса используются обработка теплом, добавка специальных присадок.

Портландцемент и шлакопортландцемент – отличия

Отличия обыкновенного портландцемента и материала на базе шлака определяют сферу использования смесей. Свойства и параметры достаточно сильно разнятся, поэтому до начала работ нужно все тщательно изучать.

  • Цена портландцемента намного выше стоимости смеси со шлаком.
  • Портландцемент при условии отсутствия присадок быстрее набирает прочность.
  • Отличается состав – в цементе со шлаком есть также гипс, в портландцемент часто добавляют различные присадки-ускорители, пластификаторы и т.д.
  • У шлакоцемента менее выражена экзотермическая реакция при застывании, благодаря чему бетон почти не греется, поэтому не может использоваться при низких температурах (но и усадки, деформаций дает меньше).
  • Цемент со шлаком демонстрирует меньшие показатели плотности и массы готовых конструкций.

Классификация портландцемента со шлаком

Портландцемент со шлаком делится на разные классы, каждому из которых присущи определенные технические характеристики и параметры, отраженные в нормативных документах. Ниже представлены таблицы со всеми значимыми данными, без которых невозможно выполнить расчеты и начать работы.

Класс 300 по ГОСТ 10178-85

Класс 400

Класс 500

Приготовление бетона со шлаком

В составе шлакоцемента основными компонентами являются сам шлак, клинкер и гипс в разных пропорциях. Оптимальное соотношение указано в документах и сертификатах, процесс приготовления смеси идентичен работе с обычным цементом.

Состав смесей для приготовления шлакобетона

Чтобы получить шлакобетон средней марки, достаточно взять 4-5 частей фракционной смеси шлака, по 2 части песка и цемента. Удешевить раствор можно посредством смешивания цемента и извести в пропорции 3:1.

Как приготовить

За несколько часов до предполагаемого замеса раствора желательно увлажнить шлак водой для повышения длительности службы бетона. Потом все компоненты смешивают в нужных пропорциях, аккуратно перемешивают до однородности. Готовую массу используют в течение часа-полтора.

Шлаковый цемент – прочная и высокоэффективная смесь, которая часто используется в выполнении разнообразных ремонтно-строительных работ. Пропорции входящих в состав материалов можно менять для получения нужных свойств и характеристик.

Свое производство шлакощелочного цемента

Предлагается новая ресурсосберегающая технология изготовления шлакощелочного цемента на основе отходов, содержащих щелочи. Технология отработана, имеются промышленные образцы.

Описание предложения

Для производства шлакощелочного цемента пригодны шлаки доменных, мартеновских, электротермофосфорных печей, а также шлаки цветной металлургии, в состав которых входят силикатные и алюмосиликатные расплавы. В этом случае сырьевая база для массового производства таких вяжущих неограниченна. В нашей стране пока еще не нашли рационального применения около 25 млн. тонн доменных, 20 млн. тонн сталеплавильных, 4,5 млн электротермофосфорных и более 10 млн. тонн шлаков цветной металлургии.

В качестве щелочного компонента могут быть использованы крупнотоннажные отходы производства сульфида натрия, капролактама, глинозема, кислорода. Щелочные растворы, используемые для очистки металлических отливок от шлака, пригара и окалины тоже практически не используются, вывозятся на свалки, сливаются в шлаконакопители. Из всех этих отходов можно ежегодно изготовить по меньшей мере 30 млн. тонн высококачественных шлакощелочных бетонов.

Шлакощелочные цементы, изготавливаемые по предлагаемой технологии, получают из тонкоизмельченных гранулированных металлургических шлаков, к которым добавляются малогигроскопичный щелочной компонент и вода (или заранее приготовленный раствор одного из доступных соединений щелочных металлов).

Природа химического действия шлакощелочных вяжущих и портланцемента неодинакова. Чтобы получить прочный и высококачественный бетон на основе портланцемента, нужен песок, не содержащий глинистых пылевидных частиц. Применение шлакощелочных цементов снимает это ограничение: в отличие от гидроксида кальция соединения щелочных металлов взаимодействуют с этими частицами. Образуются щелочные гидроалюмосиликаты обладающие вяжущими свойствами. В этом случае вредные глинистые фракции в песке улучшают физикомеханические свойства бетона. Кроме того, высокая активность шлакощелочных вяжущих позволяет снизить общий расход цемента в бетонах традиционных марок.

Приготовление шлакощелочных бетонов идет так же как и обычного бетона на портланцементе, с той лишь разницей, что затворение бетонной смеси производится не водой, а растворами щелочных компонентов. Уже сейчас изделия из шлакощелочных цементов и бетонов с успехом используются в различных конструкциях, сооружениях промышленного и сельскохозяйственного назначения и других видах строительства. Обследование этих конструктций после длительной (до 20 лет) эксплуатации показали, что за это время их прочность не уменьшилась, а, напротив, возросла (в 1,5-2 раза). Все это позволяет считать шлакощелочной цемент высокоэффективными строительным материалом.

19.04.2011 Продаем скипидар Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители Нижний Новгород

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Абро цемент для глушителей инструкция
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector