Основной задачей автоклавной обработки – получение низкоосновных CaSiO2, что достигается подбором сырья, чтобы выдержать соотношение – CaO/SiO2 =1.
Сырье для автоклавных материалов представляет собой тонкодисперсные порошки, выполняющие функцию связующего, в процессе обработки меняет свои состав и свойства. К ним относятся: цементы низкой марки, цементно-песчаные смеси, шлаки, золы, нефелиновый шлам.
Основной технологической операцией является гидротермальный синтез, который делят на 3 периода.
1. Подъем температуры 1 -2 часа.
2. Изотермическая выдержка 4-8 часов. Изотермическая выдержка происходит при повышении давления и температуры
3. Спуск давления от 2 до 4 часов.
Жидкое стекло - сырьём для его получения служит кварцевый песок, сода, поташ. Сырьё расплавляют при t=1400°, затем силикатный расплав охлаждают и подвергают автоклавной обработке паром под р=0,6-0,8 МПа для превращения его в жидкость
R2CO3 + nSiO2 → R2O + SiO2 + CO2
R2CO3 – карбонат Na или К
Гидравлические вяжущие вещества
Гидравлическая известь – это продукт обжига при t – 900-1100°С мергелистых известняков с содержанием глины около 20% и последующего помола. В состав гидравлической извести входят:
- 2 CaO ∙ SiO2 - двухкальциевый силикат;
- CaO ∙ Al2O3 – однокальциевый алюминат;
- CaO ∙ Fe2O3 - однокальциевый феррит, которые придают извести способность твердеть в воде, а также свободные CaO и MgO. В возрасте 28 суток прочность 5 МПа.
Портландцемент
Продукт совместного помола клинкера и двуводного гипсового камня, который вводится для замедления сроков схватывания в количестве < 3,5% в пересчёте на SO3 возможно при помоле введение и других минеральных добавок, которые не ухудшают свойств цемента, но увеличивают его выход.
Клинкер - продукт обжига до спекания при t=1450° тщательно дозированной смеси известняков, глины и технических добавок. Для производства портландцемента используют известняки, мергели, глины, нефелиновый шлам – отход от производства глинозема. Добавляют трепел, SiO и железный колчедан FeS.
Свойства цемента обуславливаются его клинкерными составом или минералами, количественное соотношение между которыми изменяет значительно свойства цемента. Основными клинкерными минералами портландцемента являются:
- 3 CaO SiO2 (C3S) – алит (трёхкальциевый силикат);
- 2 CaO SiO2 (C2S) – белит (двухкальциевый силикат);
- 3 CaO Al2O3 (C3A) – трёхкальциевый алюминат;
- 4 CaO Al2O3 (Fe2O3) – аллюмоферрит (С4AF).
В зависимости от исходного сырья и имеющегося оборудования, производство ПЦ осуществляется тремя способами:
- мокрым способом, когда сырьё имеет влажность >10% и неоднородно по составу;
- сухим - сырье меньшей влажности и однородного состава;
- комбинированным способом.
При мокром способе расходуется больше тепла на сушку материала. При сухом - больше расходуется электроэнергии на помол материала. Основной технологической операцией, независимо от способа, является обжиг известково-глинистого сырья, который осуществляется во вращающихся печах длинной до 240 м расположенных под <4° к горизонту и вращающихся со скорости =1-2 оборотов в минуту. В зависимости от процессов, протекающих в печи, её условно можно разделить на 6 температурных зон
1. Зона испарения (t < 200°С) - испаряется свободная вода и происходит подсушка материала.
2. Зона подогрева (t= 460-600°С) - выгорают органические примеси, образуется безводный каолин Al2O32SiO2 и, впоследствии, образуется SiO2 и Al2O3. Первая и вторая зоны составляют 50% печи.
3. Зона кальцинирования (декарбонизации) при t 1100-1200°С СaCO3 t→ CaO + CO2
Процесс эндотермический, идет с поглощением 1780 кДж теплоты.
4. Зона экзотермических (твердофазных) реакций. При t – 1200-1300 °С образуются C2S, C3A, С4AF. Реакция идёт в твёрдой фазе.
5. Зона спекания t – 1300-1450°С. Появляется расплав C3A, С4AF в нём растворятся C2S. Оставшийся свободным CaO в расплаве взаимодействует с C2S и образуется трехкальциевый силикат C3S.
CaO + 2 CaO SiO2 → 3 CaO SiO2 спекается в кусочки 4-25 мм
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.