9.Производство гипсовых вяж при низ темп.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготавливают путем термической обработки природного гипсового камня или фос-фогипса до полуводного гипса (CaSO40,5H2O) с последующим или предшествующим этой обработке измельчением в тонкий порошок. Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества, состоящие из полуводного гипса (далее: гипсовые вяжущие), производят в соответствии с требованиями ГОСТ 125 по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

Используемый для производства гипсовых вяжущих гипсовый камень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4013, а фосфо-гипс — действующей нормативно-технической документации. В зависимости от содержания CaS04-2H,0, % по массе, гипсовый камень подразделяют на 4 сорта: I > 95; II > 90; III > 80; IV > 70.

Низкотемпературная обработка двуводного сульфата кальция обеспечивает его частичную дегидратацию (выделение 15,76 % химически связанной воды)

10.Состав клинкера

•          портландцементный клинкер — специальный продукт, получен

ный из смеси минерального сырья, содержащего в основном (95—

97 %): оксиды кальция СаО (63—66 %), кремния Si02 (21—24 %),

алюминия А1203 (4—8 %) и железа Fe203 (2—4 %), посредством

высокотемпературного обжига (1450 — 1480°С) в специальных пе

чах. Содержание оксида магния MgO в портландцементом клин

кере не должно превышать 5 % по массе. Для отдельных предпри

ятий допускается по специальному разрешению содержание окси

да магния MgO не более 6 % при условии обеспечения равномер

ности изменения объема цемента при испытании в автоклаве. В

состав портландцементного клинкера входят следующие основные

клинкерные минералы: трехкальциевый силикат 3CaOSi02 (C3S)

—        алит (45—65 %); р — двухкальциевый силикат 2CaOSi02 (C2S)

—        белит (15—30 %); алюминаты кальция (3—14 %) представлены в основном трехкальциевым алюминатом ЗСаО • А1,03 (С3А); алю-моферритная фаза (8—18 %) представлена в основном четырех-кальциевым алюмоферритом 4СаО • А12Оэ • Fe,03 (C4AF);

11.Ангидритовые вяжущие

• Ангидритовое вяжущее получают обжигом природного дву-водного гипса при температуре 600...700°С с последующим его измельчением с добавками — катализаторами твердения (известью, смесью сульфата натрия с медным или железным купоросом, обожженным доломитом, основным доменным гранулированным шлаком и др.). Ангидритовое вяжущее можно получить также путем помола природного ангидрита с указанными выше добавками. известь — 2...5%; смесь бисульфата или сульфата натрия с железным или медным купоросом — по 0,5... 1% каждого; доломит, обожженный при 800...900°С, — 3...8%, основной гранулированный доменный шлак—10...15%. Железный и медный купоросы уплотняют поверхность затвердевшего ангидритового цемента, вследствие чего катализаторы не выделяются и не образуют выцветы на поверхности изделия. Действие катализаторов объясняется тем, что ангидрит обладает способностью образовывать комплексные соединения с различными солями в воде неустойчивого сложного гидрата, который затем распадается, образуя Са804-2НгО.

12.Твердение известково-песщаных изделий по условиям автоклавной обработки .

Автоклавная обработка — последняя и самая важная стадия производства силикатных изделий. В автоклаве происходят сложные процессы превращения исходной, уложенной и уплотненной силикатобетонной смеси в прочные изделия разной плотности,- формы и назначения. В настоящее время выпускаются автоклавы диаметром 2,6' и 3,6 м, длиной 20...30 и 40 м. Как изложено выше, автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд (котел) с герметически закрывающимися с торцов сферическими крышками. Котел имеет манометр, показывающий давление пара, и предохранительный клапан, автоматически открывающийся при повышении в котле давления выше предельного. В нижней части автоклава уложены рельсы, по которым передвигаются загружаемые в автоклав вагонетки с изделиями. Автоклавы оборудованы траверсными путями с передаточными тележками — электромостами для загрузки и выгрузки вагонеток и устройствами для автоматического контроля и управления режимом автоклавной обработки. Для уменьшения теплопотерь в окружающее пространство поверхность автоклава и всех паропроводов покрывают слоем теплоизоляции. Применяют тупиковые или проходные автоклавы. Автоклавы оборудованы магистралями для выпуска насыщенного пара, перепуска отработавшего пара в другой автоклав, в атмосферу, утилизатор и для конденсатоотвода.

Качество силикатных изделий автоклавного твердения зависит не только от состава и структуры новообразований, но и от правильного управления физическими явлениями, возникающими на различных этапах автоклавной обработки.  Весь цикл автоклавной обработки (по данным проф. П. И. Бо-женова) условно делится на пять этапов: 1 —от начала впуска пара до установления в автоклаве температуры 100 °С; 2 — повышение температуры среды и давления пара до назначенного минимума; 3 — изотермическая выдержка при максимальном давлении и температуре; 4 — снижение давления до атмосферного, температуры до 100 °С; 5 — период постепенного остывания изделий от 100 до 18...20 °С либо в автоклаве, либо после выгрузки их из автоклава.

13Дегитратация двугидрата

В основе производства гипсовых вяжущих материалов лежат реакции отщепления химически связанной воды (кристаллиза­ционной воды) от гипса при его нагревании, называемые реак­циями дегидратации:

CaS04 • 2Н20 = CaS04 . 0,5Н2О 4 1,5Н20, CaS04 • 0,5Н2О = CaS04 + 0,5Н2О.

14.Твердение портлантцемента

Превращение цементного теста в камневидное тело обусловлено сложными химическими и физико-химическими процессами взаимодействия клинкерных минералов с водой, в результате которых образуются новые гидратные соединения, практически нерастворимые в воде.

Процесс гидролиза и гидратации трехкальциевого силиката выражается уравнением:

2 (ЗСаО- SiO2) + 6НаО = 3CaO.2SiO2.3HX> + ЗСа(ОН)2

В результате образуется практически нерастворимый в воде гидросиликат кальция и гидроксид кальция, который частично растворим в воде.

Двухкальциевый силикат гидратируется медленнее C3S и при его взаимодействии с водой выделяется меньше Са(ОН)2, что видно из уравнения реакции:

2 (2СаО -SiO2) + 4Н2О = ЗСаО -2SiO2 -ЗН2О + Са(ОН)2

Молярное соотношение СаО: SiO2 в гидросилнкатах, образующихся в цементном тесте, может изменяться в зависимости от состава материала, условий твердения и других обстоятельств. Поэто • му применяется термин C-S-H для всех полукристаллических и аморфных гидратов кальциевых силикатов. Гидросиликаты кальция низкой основности, имеющие состав (0,8...1,5)CaO-SiO2'(1... ...2,5)Н2О, обозначаются (по Тейлору) формулой C-S-H(I), гидроси-. ликаты высокой основности (l,5...2)CaO'SiO2-«H2O — формулой C-S-H(II). Образование низкоосновных гидросиликатов кальция повышает прочность цементного камня; при возникновении высокоог-новных гидросилнкатов его прочность меньше. При определенных условиях, например при автоклавной обработке, образуется тобермо-рит 5CaO-6SiO-5H2O, характеризующийся хорошо оформленными кристаллами, которые упрочняют цементный камень.

Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой приводит к образованию гидроалюмината кальция:

ЗСаО-А!,О3 + 6Н2О = ЗСаО.А1гО3.6Н2О

Реакция протекает с большой скоростью. Образующийся шестиводный трехкальциевый алюминат создает непрочную рыхлую кристаллизационную структуру и вызывает быстрое снижение пластических свойств цементного теста.

Замедления сроков схватывания портландцемента достигают введением при помоле небольшой добавки дву-водного гипса. В результате химического взаимодействия    трехкальциевого    гидроалюмината    с    введенным гипсом и водой   образуется   труднорастворимый  гидро-сульфоалюминат кальция   (эттрингит)  по схеме:

ЗСаО • А12О3 -6Н2О + 3 (CaSO4 -2НаО) + (19...20) Н2О = = ЗСаО • А12О3 • 3CaSO4 • (31... 32) НаО