Aprospect.ru

Агентство недвижимости
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сырье для получения глиноземистого цемента

Сырье для получения глиноземистого цемента

С целью сокращения дефицита исходного сырья при одновременном решении экологических проблем, связанных с защитой окружающей среды от загрязнения отходами, образующимися при водоочистке, были проведены исследования по использованию гидроксидных осадков природных вод для получения некоторых видов цементов.

На основании анализа патентной информации за последние годы (см. рис.) подтвердилась тенденция создания поликомпонентных добавок с комплексом корректирующих свойств на основе многотоннажных, в основном промышленных, отходов.

Многие техногенные отходы по своему составу и свойствам близки к природному сырью. Использование упомянутых отходов позволит по-крыть свыше 25% потребности в сырьевых ресурсах или на 10. 30% снизить затраты по изготовлению строительных материалов по сравне-нию с производством их из природного сырья. Итак: из техногенных отходов можно создавать новые строительные материалы с заданными высокими технико-экономическими показателями.

Классификация техногенных отходов и попутных продуктов по агрегатному состоянию (по П.И. Боженову) позволяет оценить возможные направления их использования. Для определения конкретных областей применения этих продуктов необходима химико-технологическая характеристика в качестве которой предложен коэффициент основности силикатов (зависимость 1)

Расчет шихт из разных видов сырья по коэффициенту основности по-зволит наметить пути использования разнообразных попутных продук-тов (шлаков, зол, шламов и др.) без проведения длительных дорого-стоящих экспериментов.
Таким образом, анализ химического и минерального состава осадков показывает, что последние приближаются к сырью, используемому при производстве строительных материалов.

Наиболее перспективным направлением утилизации осадков с большим содержанием гидроксида алюминия является их добавление при произ-водстве глиноземистого цемента. Такой цемент характеризуется высо-кими технологическими свойствами и относится к быстротвердеющим цементам с высокой сульфато- и химической стойкостью при воздейст-вии агрессивных сред, жаропрочностью.

В качестве сырьевого материала был использован гидроксидный осадок, полученный при реагентной очистке природных вод на Северной водопроводной станции г. Москвы. Рассматриваемый осадок отличается высоким содержанием алюминия, которое в расчете на ок-сид достигает 30. 40%, что удовлетворяет условию, поставленному при производстве глиноземистых цементов с применением отходов. В качестве дополнительных компонентов использовались известь — «пушенка» или мел, железосодержащий отход, а в отдельных случаях смесь подшихтовывалась гидроксидом алюминия.

На основе обезвоженного осадка рассчитали (в мас. частях на сухое вещество) следующие составы сырьевых смесей- осадок: известь: железосодержащий отход: гидроксид А1: №1-2:3:1:1; №2- 1:3:1:1; №3- 1:4:2:1. Для образцов сформованных из цемента всех составов характерным является непрерывное нарастание прочности. С помощью рентгенофазового анализа было установлено, что во всех образцах отсутствует минерал геленит, отрицательно влияющий на прочность глиноземистого цемента. Наилучшие прочностные свойства отмечены у образца сформованного из сырьевой смеси №1.

Взяв за основу сырьевой состав №1 и заменив обезвоженный осадок на сгущенный приготовили сырьевую смесь путем перемешивания компо-нентов в жидком виде. Затем по известной технологии получали клин-кер, цемент и далее опытные образцы, прочностные характеристики которых увеличивались, несмотря на отрицательный фактор присутст-вия геленита. Помимо первых серий опытов были использованы осадки после их замораживания- оттаивания. Была подготовлена сырьевая смесь, содержащая 2 мас. части осадка и 1 мас. часть мела. Подготовка смеси, обжиг и формовка образцов проводились, не отступая от тради-ционной технологии. Прочностные характеристики проиллюстрировали характерный для глиноземистого цемента спад прочности на ранних стадиях твердения с последующим ее нарастанием, однако рентгенофазовым анализом установлено наличие в цементе геленита. С целью препятствия образованию геленита в рассматриваемую сырьевую смесь дополнительно вводили 0,3 мас. части железосодержащего отхода. Прочностные характеристики образцов при этом незначительно снижались, но с сохранением тенденции постоянного роста.

Читайте так же:
Чем отмыть брызги от цемента

На основании проведенных экспериментальных исследований по-казана принципиальная возможность использования гидроксидных алюминийсодержащих осадков природных вод в технологии получения глиноземистых цементов, потребность в которых в настоящее время во много раз превышает объем их реального производства. Глиноземистые цементы, полученные из сырьевой смеси, содержащей гидроксидный осадок Северной водопроводной станции г. Москвы характеризуются высокими прочностными свойствами, отсутствием резких спадов прочности и низким содержанием минерала геленита, снижающего качество глиноземистых цементов.

Литература

1. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленны отходов.- М.: Стройиздат, 1990.-352 с.
2. Любарский В.М., Рубчак Ю.И. Обработка осадков городских водопроводных станций.- М.: ЦНТИ по гражданскому строи-тельству и архитектуре.- 1979.- Вып.3.-33 с.
3. Воробьев В.А . Лабораторный практикум по общему курсу строительных материалов.- М.: Высшая школа, 1972.-264 с.

С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков и с анализом оборудования для производства цемента на основе шлаков Вы можете познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков:

Е.А. Королева, И.И. Павлинова,
А.В. Скородумов, А.П. Стицей
(МИКХиС, Москва)

Технологическая схема производства глиноземистого цемента методом спекания

Режим работы участков и цехов является основой для расчета производительности, потоков сырья, оборудования. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабочих часов в смене.

Режим устанавливаем по соответствующим нормам технологического проектирования предприятий отрасли строительной промышленности.

При назначении режима работы цеха необходимо стремиться обеспечить, возможно полное использование оборудования и принимать наибольшее количество рабочих смен в сутки. При этом для обеспечения лучших условий труда желательно предусматривать третью (ночную) смену проведение профилактического ремонта оборудования.

Заводы вяжущих веществ обычно разделяются на два основных цеха производственного назначения: цех обжига и цех помола со складом готовой продукции, которые с одним выходным при двусменной работе имеют 262 рабочих суток, а при трехсменной с двумя выходными – 253 рабочих суток. Для транспортировки цехов (склад сырья и готовой продукции) при использовании железнодорожного транспорта принимают трехсменную с 365 рабочими днями, автомобильного — двух-трехсменную с 262 рабочими днями в году.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом отдельных линий установок, определяют по формуле:

где Вр — расчетный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Читайте так же:
Цемент стеклоиномерный применяется для

Ср — расчетное количество рабочих суток в году;

Ч — число рабочих часов в году;

К — коэффициент среднегодового использования технологического оборудования.

При прерывной рабочей неделе с 2-мя выходными днями при 2-х сменной работе принимается 0,943; при 3-х сменной – 0,876.

Годовой фонд работы оборудования составит:

— при двухсменной – 262*16 ч.=4192 ч.;

— при трехсменной – 253*24 ч..=6235 ч.

Расчетный фонд рабочего времени при работе в две смены:

Вр 2 =4192 ч.*0,943=3952 ч.

В три смены Вр 3 =6235 ч.*0,876=5402 ч.

Расчёт состава 2-х компонентной шихты для производства глиноземистого цемента

Двухкомпонентная система обычно состоит из карбонатного компонента (мел, известняк) и глины. Расчёт состава шихты ведется по значению коэффициента насыщения , который применяется для каждого вида цемента по техническим условиям и специальным требованиям к его стойкости в условиях эксплуатации. Исходными данными являются химический состав сырьевых компонентов и величина коэффициента насыщения.

Химический состав материалов двухкомпонентной сырьевой смеси для производства глиноземистого цемента %

НаименованиеПрочиеППП
Известняк (месторождение Кроматорское)54,391,640,620,170,1243,7
Бокситы (месторождение Бердско-Майское)0,789,0164,51,641,6122,46

=0,93 –обычный портландцемент

=0,95 –для быстротвердеющего портландцемента

В каком соотношении необходимо взять глину и известняк.

При коэффициенте насыщения =0,92

Исходя из молекулярных весов рассчитываем количество оксида кальция, которое потребуется для насыщения

Принимаем за Х число частей известняка, а за 1 число частей глины.

Решая уравнение получим:

Результаты расчета химического состава двухкомпонентной сырьевой смеси и клинкера, %

НаименованиеПрочиеППП
Известняк39,451,190,450,120,0,831,772,53
Боксит0,212,4812,720,450,820,4427,47
Сырьевая смесь39,663,6718,170,570,5237,87
Клинкер68,1722,924,942,201,79

Химический состав клинкера как произведение процентного содержания коэффициента смеси на коэффициент примеси при прокаливании:

Расчет производительности, грузопотоков и определение сырьевых материалов

Наименование грузопотокаПотери, %В час т.В год т.
Складирование готовой продукции185,1
Помол1%
Паровоздушная грануляция0,5%187,9
Охлаждение в домнах0,5%188,8
Обжиг во вращающейся печи Известняк(72,53%) Боксит(27,47%)0,5% 0,5%138,3 52,4
Дробление Известняк(72,53%) Боксит(27,47%)0,5% 0,5%52,7
Сушка Боксит(27,47%)10%+0,5%58,2
Сортировка Известняк(72,53%) Боксит(27,47%)0,5% 0,5%139,7 58,8

Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

шихта для получения глиноземистого цемента

Изобретение относится к области производства глиноземистого цемента. Шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3 мм, мас.%: боксит 45-52, кокс 0,7-0,8, указанный лом 5-10, указанный известняк остальное. Технический результат — обеспечение возможности использования известняка с повышенным содержанием примесей, получение глиноземистого цемента с пониженным тепловыделением и стабильной прочностью в 28-суточном возрасте. 1 пр.

Читайте так же:
Песчано цементная стяжка по бетону

Формула изобретения

Шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, отличающаяся тем, что она содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3 мм, мас.%:

Боксит45-52
Кокс0,7-0,8
Указанный лом5-10
Указанный известнякОстальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства глиноземистого цемента.

Известна шихта для получения высокоглиноземистого цемента, содержащая компоненты, мас.%: известь 45-55 и глинозем 45-55,смесь которых подвергают нагреву в электродуговой печи с последующим введением в расплав дополнительно 20-25 мас.% глинозема (а.с. № 1300856, опубл. 04.07.1984, С04В 7/32).

Известна шихта для получения глиноземистого цемента, содержащая железистый боксит, известняк, железный скрап и кокс, при доменной плавке которой образуются чугун, скапливающийся в нижней части горна, и располагающийся над ним расплав глиноземистого шлака — клинкера глиноземистого цемента. (Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. — М., 1973, с.446-449).

Наиболее близким аналогом является шихта получения глиноземистого цемента, включающая, мас.%: боксит 15-25, известняк 5-15, металлическая стружка 22-25, кокс 28-30 и шахтная порода от добычи бокситов 10-25, при доменной плавке которой образуются чугун и глиноземистый шлак — клинкер глиноземистого цемента. (А.С. 1541265, опубл. 07.02.1990).

Задачей заявленного изобретения является обеспечение возможности использования известняка с повышенным содержанием примесей, получение глиноземистого цемента с пониженным тепловыделением и стабильной прочностью в 28-суточном возрасте.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения глиноземистого цемента, включающая боксит, известняк, металлический компонент, кокс, содержит известняк марганцовистый с содержанием марганца 6-15 мас.% и металлический компонент в виде лома при следующем соотношении компонентов шихты, совместно измельченных до крупности 1-3мм, мас.%:

Боксит45-52
Кокс0,7-0,8
Указанный лом5-10
Указанный известнякостальное

В конечном шлаке (клинкере глиноземистого цемента), содержащем незначительное количество оксидов марганца 1,5-4,0 мас.%, основными составляющими являются оксиды алюминия, кальция. Исследованиями физико-химических свойств шлаковой системы Аl 2 О 3 -СаО установлено, что количество СаО, взятое в определенном соотношении к Аl 2 О 3 , снижает вязкость расплавов.

Использованы следующие материалы.

Боксит, содержащий, мас.%: Аl 2 О 3 45-53, SiO 2 3-5, СаО 3,5-4,2, Fе 2 О 3 18-25.

Известняк с содержанием марганца 6-15 мас.%.

Кокс, содержащий, мас.%: Аl 2 O 3 25,0-30,0, SiO 2 43-50, СаО 14-16, Fe 2 O 3 10-12.

Металлический лом с содержанием железа не менее 80 мас.%

Ниже приведены примеры исполнения изобретения, не исключающие других в объеме формулы.

Соотношение между компонентами шихты следующее, мас.%.: боксит 50, кокс 0,8, металлический лом, дробленый до размера не более 300 мм 10, известняк с содержанием марганца 15 мас.% 39,2. Методика проведения экспериментов по выплавке.

Все составляющие компоненты шихты сначала дробили до фракции 5 мм, затем размалывали до крупности 1-3 мм, после чего каждый компонент взвешивали в соответствии с составом шихты, смешивали в смесителе до получения однородной массы. Плавки проводили доменным процессом при температуре 1500°С, затем расплав сливали — из нижней части сливали расплав чугуна, а затем сливали в изложницы остальной расплав — глиноземистого шлака, после охлаждения его подвергали помолу, в данном примере до 3500 см 2 /г, и определяли свойства полученного глиноземистого цемента. Исследования показали: содержание в нем алюмината марганца до 5 мас.%, тепловыделение 50 Дж/г, прочность на марку 500 в первые сутки 34 МПа, через 3 суток 60 МПа, через 28 суток нет снижения прочности. Обычными для известных глиноземистых цементов являются тепловыделение 70 Дж/г и падение в прочности через 28 суток по сравнению с прочностью в 3-суточном возрасте.

Читайте так же:
Прейскурант ремонта цементной промышленности

Анализ проведенных экспериментов показывает, что использование в составе шихты марганцовистого известняка при заявленном соотношении компонентов улучшает свойства получаемого глиноземистого цемента. Технология может быть внедрена на любом из действующих заводов или организована без серьезных капитальных вложений на новом месте. Получаемые продукты — глиноземистый цемент и чугун, имеют, соответственно, следующие свойства: цемент — стабильное нарастание прочности и пониженное тепловыделение, а чугун — повышенное содержание марганца.

Глиноземистый, пуццолановый портландцемент. Цементы для строительных растворов

Выпускают цемент марок 300 и 400.
Тонкость помола и сроки схватывания пуццоланового портландцемента такие же, что и у обычного портландцемента.
При твердении пуццолапоиый портландцемент мало выделяет теплоты, поэтому медленно твердеет, особенно при пониженных температурах.
По сравнению с портландцементом пуццолановые цементы менее морозо- и воздухостойки; бетоны и растворы на пуццолановом портландцементе имеют большую усадку, низкую стойкость к попеременному увлажнению и высыханию.

Гост прочности этого цемента заметно замедляется при твердении его на воздухе.
Пониженная плотность пуццоланового портландцемента приводит к увеличенному выходу из него цементнош теста и более высокую водонепроницаемость бетонов и растворов и в этом цементе.

Пуццолановый портландцемент рекомендуется применять для массивных бетонных конструкций, постоянно находящихся во влажных условиях (под водой, в земле), а также для надземных сооружений, находящихся в условиях повышенной влажности.
Его не следует применять при зимних работах, а также для возведения сооружений, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

Цементы для строительных растворов (ГОСТ 25328—82) представляют собой как бы разбавленный активными и инертными добавками портландцемент.
Их получают совместным помолом клинкера портландцемента и минеральных добавок (трепел, диатомит, опока, известняк, песок, шлак), взятых примерно в равных количествах или при соотношениях до 30 % клинкера и 70 % добавки.
При измельчении могут вводиться пластификаторы. Получаемые таким путем цементы называют кладочными, их активность в среднем в 2. 3 раза меньше активности портландцемента, но вполне достаточна для кладочных и штукатурных растворов.
Марка их должна быть не ниже 200.
Важно то, что выпуск цементов для строительных растворов дает экономию цементного клинкера — самой дорогой части цемента.

Глиноземистый цемент (ГОСТ 969—77) — быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением специального клинкера.
Этот цемент не является разновидностью портландцемента, он относится к специальным цеменгам. Клинкер глиноземистого цемента получают спеканием (1300 °С) или плавлением (1400°С) сырьевой смеси, состоящей из известняка СаСОз и боксита А120з-пН20.
Клинкер этого цемента трудно измельчается, но тонкость помола должна быть высокой (при просеивании через сито № 008 проходит не менее 90% массы пробы).
Водопотребность цемента 23. 28 %. Начало схватывания наступает не ранее чем через 30 мин, конец схватывания—не позднее 12 ч с момента затворения.

Читайте так же:
Расчет цемента для бетонной стяжки пола

Отличительные свойства глиноземистого цемента — необычно быстрое твердение, высокая прочность (если твердеет при умеренной температуре—не выше 25 °С).
Через 5. 6 ч твердения прочность достигает 30% марочной, через сутки—90%.
Марочную прочность глиноземистого цемента в отличие от портландцемента определяют не через 28, а через 3 сут после изготовления образцов.
Выпускают цемент марок 400, 500 и 600.
В связи с дефицитом боксита (алюминиевая руда) и трудностью помола клинкера глиноземистый цемент в 3. 4 раза дороже портландцемента.

Глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за сильного разогрева бетона, а также подвергать пропариванию и запариванию.
Смешивать глиноземистый цемент и портландцемент нельзя — может наступить разрушение такого смешанного цемента при твердении.

Расширяющиеся и безусадочные цементы
При твердении цементы уменьшаются в объеме — дают усадку.
В некоторых случаях требуется, чтобы цементы при твердении расширялись или хотя бы не давали усадки. Это нужно при заделке стыков сборных конструкций, при получении водонепроницаемых бетонных покрытий и плотных гидроизоляционных штукатурок.
Разработано много видов расширяющихся и безусадочных цементов.

Эффект расширения цемента при твердении основан на образовании в цементном камне гидросульфоалюминатов кальция, связывающих большое количество воды и за счет этого увеличивающих объем цементного камня, раствора и бетона.

Расширяющийся портландцемент получают совместным тонким измельчением портландцементного клинкера (58. 63%), глиноземистого клинкера (5. 7%), гипса (7. 10 %) и активной минеральной добавки (23. 28%).
Объемное расширение цемента 0,5. 1 %.
Расширяющийся портландцемент в условиях кратковременного пропаривания быстро твердеет, отличается высокой плотностью и водонепроницаемостью.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент получают смешиванием глиноземистого’цемента (70%), гипса (20%) и специально изготовленного молотого высокоосновного гидроалюмината кальция (10%).
Цемент является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим; отличается увеличением объема при твердении, высокой плотностью и водонепроницаемостью. Впервые применен вместо свинца для зачеканки тюбингов Московского метрополитена.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052—74) получают совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного гипса (до 30%) или смешиванием тех же раздельно измельченных материален.
Гипсоглиноземистый цемент—быстротвердеющее гидравлическое кяжущее, расширяющееся при твердении в воде (до 1 %) и бесусадочное при твердении на воздухе.
Применяют для гидроизоляционных штукатурок, заделки стыков сборных конструкций, для получения плотных бетонов в судостроении и возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector