3.3 Спосіб отримання портландцементу

Винахід відноситься до виробництву будівельних матеріалів. Спосіб отримання портландцементу включає отримання портландцементного клінкеру, що містить трехкальциевого силікат, двухкальціевий силікат, трехкальциевого алюмінат і чотирьохкальцієвого алюмоферріт, спіканням вихідної цементної сировинної суміші, включає кальцієвий, алюмосилікатний, залозистий компоненти й фторвмісний мінералізатор - фторуглеродсодержащіе відходи електролітичного виробництва алюмінію в кількості 0,1-0,25 вагу.% в перерахунку на фтор від початкової сировинної суміші, охолодження і помел клінкеру з гіпсом. За іншим варіантом винаходу в Як фторвмісного мінералізатора використовують суміш флюориту і зазначених відходів при наступному їх утриманні, вагу.% у перерахунку на фтор: зазначені відходи 0,1-0,2, флюорит - інше до вмісту фтору у сировинній суміші 0,15-0,4 вагу.%. В якості зазначених відходів використовують пил електрофільтрів, або шлам газоочистки, або хвости флотації вугільної піни. Технічний результат - Зниження питомої витрати палива на випал клінкеру, підвищення продуктивності і міжремонтного періоду печі, ефективності роботи млинів при помелі клінкеру, утилізація відходів алюмінієвого виробництва.

Пропоноване винахід відноситься до виробництва будівельних матеріалів, конкретно до технології приготування вихідної цементної сировинної суміші, її спікання з подальшим помелом клінкеру і отриманням портландцементу.

Основним переділом виробництва портландцементу є випалювання до спікання компонентів вихідної цементної сировинної суміші, що містить, в основному, кальцієвий, алюмосилікатний і залозистий компоненти. Залежно від вимог, що пред'являються до портландцементу, і складу основної вихідної сировини в суміш вводять різні коригувальні активні добавки, у тому числі мінералізатори.

мінералізатора - Речовини, які активно беруть участь в утворенні клінкерних мінералів при випалюванні і самі частково входять до їх складу. В якості мінералізаторів в цементної промисловості використовують фосфогіпс, флюорит, кремнефторістий натрій Na 2 SiF 6 , апатит Са 5 (PO 4 ) 3 F, гіпс та ін

З фторсодержащих мінералізаторів найбільше промислове застосування знайшов флюорит CaF 2 (плавиковий шпат) - мінерал, що містить 48,8% F і 51,2% Са. У виробництві цементу флюорит використовують з домішками, при цьому зміст основної речовини - фториду кальцію (CaF 2 ) під фторсодержащей мінералізатора - може варіюватися від 30 до 95 вагу.%.

З рівня техніки за патентом РФ 2060979 відомі спосіб виготовлення портландцементу і спосіб виготовлення бетонних і залізобетонних виробів на основі виготовленого портландцементу (С04В 7/02, 29.09.1995 р.), в яких в Як мінералізатора використовують: фторид кальцію, сульфат кальцію, кремнегеля, фосфогіпс (див. п.12 формули винаходу).

Також відомий патент РФ 2304562 спосіб виготовлення швидкотверднучого портландцементу і спосіб виготовлення бетону на його основі (С04В 7/42, 12.04.2005 р.). Дане технічне рішення вибрано за прототип (найближчий аналог) як найбільш близьке за технічної сутності і наявності схожих ознак.

У способі по прототипу сировинна суміш містить кальцієвий, алюмосилікатний і залозистий компоненти, включає оксиди натрію і калію, а також сульфати і фторид кальцію у вигляді флюориту. Зміст флюориту у сировинній суміші в перерахунку на фтор становить 0,15-0,4 вагу.%. Сульфати сировинної суміші представлені сульфатами лужних і/або лужноземельних металів.

З позиції запропонованого способу в способі по прототипу можна відзначити ряд недоліків:

- використання фториду кальцію у вигляді флюориту або його руди пов'язано з додатковими витратами на його придбання, що, в цілому, підвищує собівартість товарного портландцементу в порівнянні з собівартістю при повної або часткової заміни флюориту на фторуглеродсодержащіе відходи (Фус-відходи) електролітичного виробництва алюмінію;

В· з урахуванням вищевказаних вимог до складу флюориту та його руди значно скорочується сировинна база даного виду мінералізатора;

В· до недоліків способу по прототипу можна віднести також недолік тепла, надходить в підготовчі зони печі з газоповітряної паливної сумішшю. Поглинання теплової енергії обпікає матеріалом у підготовчих зонах печі значно вище в порівнянні з зоною спікання. В результаті незбалансованості приходу і витрати тепла в підготовчій зоні печі фізико-хімічні процеси в клінкері відбуваються з недостатньою повнотою, і в одержуваному клінкері може міститися підвищена кількість вільного окису кальцію.

Вивченням питань, пов'язаних з теоретичним обгрунтуванням та практикою використання фторсодержащих мінералізаторів, займалися багато дослідників як у нас в країні, так і за кордоном. У результаті встановлено, що за рахунок введення в сировинну суміш невеликих добавок фтористих солей спостерігається підвищення в різній ступеня реакційної здатності сировинних компонентів на всіх стадіях випалу. Фтористі солі в процесі нагрівання взаємодіють з карбонатом кальцію і дають проміжні сполуки типу подвійних солей, що мають порівняно низькі температури плавлення. Отже, в процесі випалу вже у підготовчих зонах у присутності фтористих сполук відбувається взаємодія матеріалів з участю рідкої фази, що інтенсифікує взаємодію вапна, кремнезему, окислів алюмінію і заліза.

Поруч дослідників показано, що присутність фтористих сполук у звичайних сировинних сумішах призводить до зміни мінералогічного складу клінкерів - з'являються високожелезістие алюмоферитів C 8 A 2 F і низькоосновні алюмінати C 12 A 7 замість C 4 AF і С 3 А. Освіта даних сполук дозволяє припустити, що звільнилася при цьому вільна окис кальцію реагує з Двухкальціевий силікатом C 2 S з утворенням додаткової кількості трехкальциевого силікату C 3 S. При цьому зміст C 3 S збільшується на 10-12%, поліпшується спікливість гранул і міцність цементу. [14]

 Висновок

Самими поширеними повітряними в'яжучими речовинами є вапно повітряна і гіпс.

Вапно будівельну повітряну отримують випаленням вапняних і вапняно-магнезіальних карбонатних порід до можливо повного видалення вуглекислоти. Вміст домішок глини й кварцового піску в карбонатних породах не повинно перевищувати 68% (при більшій кількості цих домішок у результаті випалу отримують гідравлічну вапно).

Розрізняють такі види повітряного вапна: вапно негашене комове (кипелка); вапно негашене мелене; вапно гідратне (пушонка); вапняне тісто.

Вапно негашене комове - суміш шматків різної величини, що отримується шляхом випалу природних карбонатних порід при температурі 1000-1200 В° С.

Вапно негашене мелена - порошкоподібний продукт тонкого подрібнення комовой вапна.

Гідратної вапно - високодисперсний сухий порошок, одержуваний гасінням комової або меленої негашеного вапна водою або водяною парою в кількості, що забезпечує перехід оксидів кальцію і магнію в їх гідрати.

Ізвесткове тісто отримують гасінням комовой або меленої негашеного вапна водою в кількості, що забезпечує перехід оксидів кальцію і магнію в їх гідрати і освіта пластичної тістоподібної маси. Витримане тісто містить зазвичай 50-55% гідратів оксидів кальцію і магнію і 4550% механічно і адсорбційно пов'язаної води.

Пластичність тіста і обсяг піску, який може бути в нього доданий визначаються кількістю тесту, одержуваного при гасінні 1 кг вапна: чим його більше, тим воно пластічнєє, і тим більше піску може прийняти при виготовленні зручних для обробки розчинів. Високоякісні сорти вапна при правильному гасінні характеризуються виходом тесту 2,5-3,5 л і більше. Такі вапна називають жирними, з меншим виходом тесту - худими.

У мелене негашене, а також у гідратну, вапно для підвищення пластичності і водостійкості допускається вводити тонкоподрібнені мінеральні добавки (Доменні і паливні шлаки, золи, вулканічні породи, кварцові піски, трепел).

Гіпсові в'яжучі речовини отримують з осадової гірської породи, яка складається з двуводного гіпсу, шляхом її випалу при температурі 110-900 В° С, і помелу до або після цієї обробки. Гіпсові в'яжучі мають здатність швидко схоплюватися і тверднути. p> Гіпсові повітряні в'яжучі речовини, одержувані при температурі (110-480 В° С), складаються, головним чином, з напівводного гіпсу, і характеризуються швидким твердненням; одержувані при високих температурах (600-900 В° С) складаються, переважно, з безводного гіпсу, і відрізняються повільним твердненням.

Будівельний гіпс відноситься до нізкообжіговим гіпсовим в'яжучим речовин. Його застосовують для штукатурення стін і стель в будівлях при відносній вологості повітря не більше 60% через гігроскопічності гіпсу. br/>

Список використаних літератури

1. Волженський, О. В. Мінеральні в'яжучі речовини: технологія і властивості [Текст]/А. В. Волженський, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников/Наукове видання-М.: Изд-во Асоціація будівельних вузів, 2006.-368с. p> 2. Баженов, Ю. М. Технологія бетону [Текст]/М. Ю. Баженов. - М.: Изд-во Асоціація будівельних вузів, 2007.-528с. p> 3. Гладков, Д. І. в'язкі речовини і застосування їх в будівництві [Текст]/Д. І. Гладков. -Бєлгород: БГТУ ім. В. Г. Шухова, 2004.-293с. p> 4. Колін, С. К. Створення сучасних цементів [Текст]/С. К. Колін, В. Ю. Сухов, О. А. Верьовкін// Будівельні матеріали.-2000. - № 7. -С. 29-33. p> 5. Косачов, А. П. Пінобетон і його застосування в Росії [Текст]/А. П. Косачов// Новини будівництва. -2002. - № 1. - С. 34-39. p> 6. Кріновіч, Ю. М. Будуємо будинок разом [Текст]: Учеб.пособие/Ю.М. Кріновіч, Д. Ю. Червоний. -Єкатеринбург: КНОРУС, 2000.-207с. p> 7. Мамулова, Н. С. Всі про будівництво [Текст]: Довідник/Н. С. Мамулова, А. М. Сухотін, Л. П. Сухотина, Г. М. Флоріанович, А. Д. Яковлєв. -С-Пб.: Хіміздат, 2000.-517с. p> 8. Невєров, А. С. Сучасні будівельні матеріали [Текст]/А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. І. Цирлін. - М.: Изд-во Вишейшая школа, 2007.-222с. p> 9.Полежаев, Е. Ю. Будівельні матеріали [Текст]/Навчальний посібник/Е. Ю. Полежаєв. -Алчевськ: П46 ДГМІ, 2003.-C. 192.10. Сидоров, В. І. Будівельні матеріали [Текст]/В. І.Сідоров, Е. П. Агасян, Т. П. Нікіфорова. -М.: Изд-во Асоціація будівельних вузів, 2007.-312с. p> 11. Сєріков, Б. В. Іноваційні технології в будівництві [Текст]/Б. В. Сєріков, Г. М. Флоріанович, А. В. Хорошилов. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002.-336с. p> 12. Шмитька, Є.І. Хімія цементу і в'яжучих речовин [Текст]/Є. І. Шмитька, А. В. Крилова, В. В. Шаталова -М.: Хімія, КолосС, 2004.-248с. p> 13. Пат. 2381902 Російська федерація МПК B32B13/00,

C04B28/14, C04B111/27 Спосіб отримання вологостійких мзделій на основі гіпсу [Текст]/Веерамасунені С.; заявник та патентовласник. ВЕЕРАМАСУНЕНІ Срініваса - № 2007108551/03; заявл.25.07.05 ..; опубл.20.02.10., Бюл. № 23.-6с. p> 14. Пат. 2383506 Російська федерація МПК C04B7/42 Спосіб отримання портландцементу [Текст] Куликов Б. П., Миколаїв М. Д., Кузнєцов А. А., Пигарев М. Н.; заявник та патенообладатель Товариство з обмеженою відповідальністю Торговий дім "Байкальський алюміній" (ТОВ ТД "Байкальський алюміній") - № 2008139089/03; заявл.30.09.08.; Опубл. 10.03.10., Бюл. № 21.-9с. br/>