23. Основы технологии портландцемента.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее, в составе которого преобладают силикаты кальция ( 70-

80%). Портландцемент получают совместным измельчением клинкера и гипса. Гипс (природный) вводится для

замедления сроков схватывания. Клинкер получают обжигом до спекания при t= 1450-1500 C сырьевой смеси из

известняка и глины. Сырьем для производства портландцемента служат: 1.карбонатные породы (известняк, мел,

известковый туф) обеспечивающие содержание СаСОз в пределах 75-78%; 2.глинные породы (глина, глинистые

сланцы-22-25%); 3.корректирующие добавки. Производство ПЦ – сложный технологический и энергоемкий

процесс, включающий добычу, доставку, приготовление сырьевой смеси, обжиг смеси до спекания (получение

клинкера), помол клинкера с добавкой гипса. При мокром способе производства тонкое измельчение сырья

ведется в водной среде, а шихта получается в виде сметанообразной массы — шлама. Поступающий из карьера

известняк подвергается дроблению до частиц размером 8-10 мм. Куски добытой глины измельчают в дробилках.

Глиняный шлам с влажностью 60-70% подают в сырьевую мельницу, где он размалывается совместно с

раздробленным известняком. Из мельницы шлам влажностью 32-40 % подается в печь для обжига. При сухом

способе сырьевая шихта представляет собой тонкомолотый сухой порошок, называемый сырьевой мукой. При

сухом способе затраты тепла в 2 раза меньше, чем при мокром способе производства. Комбинированный способ

совмещает в себе два способа: мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают

через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг. Обжиг сырьевой смеси как при сухом, так

и при влажном способе производства осуществляется во вращающихся печах при t=1450оС. Печь представляет

собой длинный, слегка наклоненный цилиндр длиной до 230м и диаметром 5-7м. Сырье занимает только часть

печи, и при ее вращении медленно движется к нижнему концу, проходя различные температурные зоны: 1) В

зоне испарения (t=200° С) протекают удаление воды из материала, его подсушка. 2) В зоне подогрева материал

нагревается до 500-700оС;начинаются химические реакции, происходит разложение и выгорание органических

веществ. Образуется коалинитовый ангидрит Al2O3*2SiO2. 3) В зоне декарбонизации температура материала

повышается до 900-1100оC; происходит разложение карбоната кальция, распад глинистых минералов, появляется

свободная известь. Образуются минералы 3СаО*Al2O3, СаО*Al2O3, 2CaO*SiO2 –белит. 4) В экзотермической зоне

(t до 1300° С) скорость реакций увеличивается, образуется C2S,алюминаты и алюмоферриты (3СаО*Al2O3,

4СаО*Al2O3*Fe2O3). 5)При поступлении в зону спекания (t=1450° С) материал начинает частично расплавляться.

Образуется главный минерал клинкера (алит - C3S) 3CaO*SiO2. 6) В зоне охлаждения температура снижается до

1000° С. Последующее охлаждение клинкера до температуры ~50 С происходит на выходе клинкера из печи,

клинкер выдерживается на складе. Помол клинкера производится в трубных мельницах. ПЦ выдерживают до его

охлаждения и гашения остатков свободного оксида кальция. Готовый ПЦ очень тонкий порошок темно-серого

цвета.