- •М. И. Кузьменков, о. Е. Хотянович химическая технология вяжущих веществ
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1 гипсовые вяжущие
- •1.1. Классификация гипсовых вяжущих веществ
- •Классификация гипсовых вяжущих и области их применения
- •1.2. Свойства гипсовых вяжущих веществ
- •Виды гипсовых вяжущих в зависимости от сроков схватывания
- •Виды химических добавок для гипсовых вяжущих
- •1 Пористость; 2 водопоглощение; 3 средняя плотность;
- •4 Прочность на сжатие
- •Минимальный предел прочности каждой марки гипсового вяжущего
- •Виды гипсовых вяжущих в зависимости от тонкости помола
- •Основные свойства супергипса
- •Технические требования к гипсовым вяжущим, используемым для технических целей
- •Свойства высокообжиговых гипсовых вяжущих
- •1.3. Сырье для производства гипсовых вяжущих
- •Физико-механические свойства гипса и ангидрита
- •Сорта гипсового и гипсоангидритового камня
- •Химический состав фосфогипса из апатитового концентрата
- •1.4. Физико-химические основы процесса дегидратации CaSo4 · 2h2o
- •1.4.1. Равновесие реакции дегидратации CaSo4 · 2h2o.
- •Значения коэффициентов в уравнениях
- •Значения и для сульфатов кальция, кДж/моль
- •Значения энергии Гиббса реакций дегидратации CaSo4 · 2h2o
- •Зависимость энергии Гиббса (Дж/моль) от температуры реакций дегидратации гипса CaSo4 · 2h2o
- •1.4.2. Кинетика реакции дегидратации CaSo4 · 2h2o
- •1.4.3. Механизм процесса дегидратации CaSo4 · 2h2o.
- •Характеристика модификаций гипсовых вяжущих
- •1.5. Технология производства неводостойких (воздушных) гипсовых вяжущих веществ
- •Классификация технологических схем производства гипсовых вяжущих веществ по условиям тепловой обработки
- •1.5.1. Технология производства строительного гипса
- •1.5.2. Технология производства строительного гипса с использованием котлов непрерывного действия
- •1.5.3. Технология производства строительного гипса с использованием барабанных дегидраторов
- •1.5.4. Технология производства строительного гипса в аппаратах совмещенного помола и термообработки
- •1.5.5. Технология производства строительного гипса в котлах-дегидраторах кипящего слоя
- •1 Ленточный конвейер; 2 бункер гипсового щебня; 3 тарельчатый питатель;
- •4 Шахтная мельница; 5 теплогенератор; 6 батарея из 4 циклонов; 7 батарея
- •15 Дроссельная заслонка; 17 электрофильтр; 18 вентилятор; 20 элеватор;
- •1.5.6. Технология производства строительного гипса из фосфогипса
- •1.5.7. Технология производства строительного гипса из синтетического дигидрата сульфата кальция
- •1.6. Производство высокопрочного гипса
- •1.6.1. Технология производства высокопрочного гипса с дегидратацией и сушкой материала в раздельных аппаратах
- •1.6.2. Технология производства высокопрочного гипса с применением горизонтального автоклава
- •1.6.3. Технология производства высокопрочного гипса из фосфогипса
- •1.6.4. Технология производства высокопрочного гипса в жидких средах
- •1.7. Производство высокообжиговых гипсовых вяжущих
- •1.8. Получение гипсовых вяжущих веществ в лабораторных условиях
- •1.8.1. Исследование процесса получения строительного гипса
- •1 Нагревательный элемент; 2 емкость; 3 сосуд; 4 минеральное
- •1.8.2. Получение высокопрочного гипсового вяжущего
- •Растворы солей для получения высокопрочного гипса
- •1.8.3. Изучение условий получения высокообжиговых гипсовых вяжущих
- •1.8.4. Изучение свойств гипсовых вяжущих. Стандарты
- •1 Цилиндр; 2 стеклянная пластинка;
- •3 Концентрические окружности
- •1 Станина; 2 стержень; 3 шкала; 4 игла; 5 пестик;
- •6 Указатель; 7 винт; 8 кольцо; 9 стеклянная пластина
- •1 Нижняя плита пресса; 2 пластинки; 3 верхняя
- •Глава 2 Известковые вяжущие
- •2.1. Классификация известковых вяжущих
- •Виды строительной извести
- •Свойства воздушной извести
- •2.2. Сырье для производства воздушной извести
- •Доломит
- •Состав и некоторые свойства мелового сырья основных месторождений Республики Беларусь
- •2.3. Физико-химические основы термического разложения карбонатного сырья
- •2.3.1. Термодинамика диссоциации СаСо3.
- •4 Призма с основанием 25 мм, высотой 20 мм
- •2.3.2. Кинетика процесса диссоциации СаСо3
- •2.3.3. Механизм процесса диссоциации СаСо3
- •2.3.4. Влияние примесей на процесс декарбонизации карбонатного сырья
- •2.3.5. Технология производства строительной извести в шахтных печах
- •2.3.6. Пути совершенствования производства строительной извести из известняка
- •1 Холодильник; 2 шахта; 3, 7, 8 камеры;
- •5, 12, 17, 20 Переточные устройства; 6 люк;
- •9 Загрузочный патрубок; 10 – патрубок для отвода
- •Технико-экономическая характеристика известковых печей
- •2.3.7. Производство строительной извести по мокрому способу из влажного мела
- •2.3.8. Технология производства строительной извести по сухому способу из влажного мела
- •2.3.9. Технология производства извести из влажного мела в скоростном обжиговом агрегате
- •1 Элеватор; 2, 3 циклоны-подогреватели III ступени;
- •6, 7, 8 Циклонные холодильники
- •2.3.10. Технология производства гидратной и молотой извести
- •2.3.11. Магнезиальная известь и ее применение
- •2.4. Методология получения известковых вяжущих в лабораторных условиях
- •2.4.1. Анализ карбонатного сырья
- •2.4.2. Изучение условий получения строительной извести по мокрому способу
- •2.4.3. Исследование процесса получения строительной извести по сухому способу
- •2.4.4. Получение гидратной извести
- •2.4.5. Изучение условий получения гидравлической извести
- •2.4.6. Получение магнезиальной извести
- •2.4.7. Изучение свойств известковых вяжущих. Стандарты
- •Масса 1 мл со2 в зависимости от температуры и атмосферного давления
- •Давление водяных паров над насыщенным раствором NaCl в зависимости от температуры
- •1 Осевший конус раствора; 2 линейка с делениями;
- •3 Металлическая линейка; 4 форма-конус
- •Глава 3 портландцемент
- •3.1. Определения, классификация цементов. Стандарты
- •Механические и физические требования к портландцементу в зависимости от класса
- •3.2. Свойства портландцемента
- •Требования к маркам портландцемента и его разновидностям (гост 10178–85)
- •3.3. Состав портландцемента
- •Минералогический состав клинкеров
- •Двухкальциевого силиката
- •Относительная прочность клинкерных минералов
- •3.4. Структура цементного клинкера и методы идентификации фаз
- •3.5. Расчет минералогического состава клинкера и сырьевой смеси для его получения
- •3.6. Сырьевые материалы
- •3.7. Топливо в цементной промышленности
- •3.8. Общая характеристика технологических схем производства портландцемента
- •3.9. Физико-химические основы важнейших технологических стадий производства портландцемента
- •3.9.1. Общая характеристика твердофазовых реакций
- •3.9.2. Кинетика твердофазовых реакций
- •3.9.3. Минералообразование на стадии твердофазовых реакций
- •3.9.4. Минералообразование на стадии жидкофазового спекания
- •3.9.5. Процессы, происходящие в зоне охлаждения клинкера
- •3.9.6. Кольцеообразование во вращающейся печи и способы его предотвращения
- •3.10. Технология производства портландцементного клинкера по мокрому способу
- •3.10.1. Добыча и транспортировка сырья
- •3.10.2. Технология приготовления сырьевого шлама
- •3.10.3. Обжиг цементного клинкера по мокрому способу
- •3.11. Технолногия прозводства портландцементного клинкера по сухому способу
- •3.11.1. Технология приготовления сырьевой муки
- •3.11.2. Обжиг цементного клинкера по сухому способу
- •3.12. Технологический процесс обжига цементного клинкера из переувлажненного сырья
- •3.13. Помол цемента
- •3.13.1. Краткие теоретические основы измельчения
- •3.13.2. Технология помола цементного клинкера с добавками по замкнутому циклу
- •Физические свойства клинкерных минералов
- •3.14. Методология получения портландцемента в лабораторных условиях
- •3.14.1. Расчет, получение и изучение свойств сырьевой смеси для цементного клинкера
- •Химический состав исходных компонентов
- •Химический состав сырьевой смеси и клинкера
- •3.14.2. Получение цементного клинкера
- •3.14.3. Исследование прцесса помола цемента
- •3.14.4. Определение физико-механических свойств портландцемента
- •Плотности цемента
- •1 Кулачок; 2 столик; 3 шток;
- •4 Станина; 5 форма-конус с центрирующим
- •1 Стержень; 2 рукоятка
- •Глава 4 физико-химические Методы исследования минеральных вяжущих веществ
- •4.1. Дифференциальный термический анализ
- •1 − Гальванометр дифференциальной термопары;
- •2 − Гальванометр простой термопары (стрелками
- •3 − Исследуемое вещество; 4 − эталон
- •4.2. Рентгенографический анализ
- •1 − Анод; 2 − вольфрамовая нить; 3 − окно
- •1 − Рентгеновская трубка; 2 − диафрагма;
- •3 − Образец; 4 − гониометр; 5 − счетчик;
- •6 − Окружность движения счетчика
- •4.3. Оптическая и электронная микроскопия
- •4.4. Инфракрасная спектроскопия
- •Заключение
- •Литература
- •Химическая технология вяжущих веществ
- •220006. Минск, Свердлова, 13а.
- •220006. Минск, Свердлова, 13.
Давление водяных паров над насыщенным раствором NaCl в зависимости от температуры
Температура опыта, С |
Давление водяных паров над насыщенным раствором NaCl, мм рт. ст. |
1 |
2 |
10 |
6,9 |
11 |
7,4 |
12 |
7,9 |
13 |
8,5 |
14 |
9,1 |
15 |
9,7 |
16 |
10,3 |
17 |
11,0 |
18 |
11,7 |
19 |
12,4 |
20 |
13,2 |
Окончание табл 2.6
1 |
2 |
21 |
14,1 |
22 |
15,0 |
23 |
15,9 |
24 |
16,9 |
25 |
17,9 |
26 |
19,0 |
27 |
20,2 |
28 |
21,4 |
Определение степени дисперсности порошкообразной извести. Массу навески 50 г, предварительно высушенную при температуре 105110С до постоянной массы, просеивают через сита № 02 и № 008. Просеивание считается законченным, если при контрольном просеивании в течение 1 мин через указанные сита проходит не более 0,1 г извести. Степень дисперсности С. Д., %, вычисляют по формуле
,
где т остаток на сите, г.
Определение равномерности изменения объема извести. Массу навески извести 3040 г затворяют водой до консистенции теста и охлаждают до температуры 2530С, затем добавляют 3040 г цемента, доливают воду и перемешивают до образования теста нормальной густоты. За нормальную густоту теста принимается такая его консистенция, при которой пестик прибора Вика (рис. 1.28), погружается в кольцо, заполненное тестом, не доходя до пластины 711 мм. Из полученного теста делают образцы лепешки толщиной 0,70,8 см и диаметром 67 см.
Лепешки выдерживают в ванне с гидравлическим затвором в течение 242 ч. Затем переносят в бачок на решетку для пропаривания, расположенную на расстоянии не менее 3 см над уровнем воды.
Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 2 ч.
Через час производят осмотр образцов. Если обнаруживаются признаки неравномерности изменения объема, то испытание прекращают.
Известь считается соответствующей требованию равномерности изменения объема, если на поверхности лепешек не обнаружится радиальных трещин, доходящих до краев, или сетки мелких трещин, а также каких-либо искривлений, увеличения объема и образования непрочной рыхлой структуры лепешек.
Определение температуры и времени гашения извести. Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл (рис. 2.18).
Рис. 2.18. Прибор для определения
скорости гашения
Массу извести М, г, рассчитывают по формуле
,
где А – активность извести, %.
Навеску извести 4 помещают в термос 3, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20С и быстро перемешивают деревянной палочкой. Колбу закрывают пробкой 2 с плотно вставленным термометром 1 на 100 и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры реагирующей смеси ведут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды.
Определение считается законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1С. За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25С в минуту.
Определение содержания непогасившихся зерен. В фарфоровый сосуд вместимостью 0,81 л наливают 0,40,5 л нагретой до 8590С воды и всыпают 100 г извести, непрерывно перемешивая содержимое до окончания интенсивного выделения пара. Полученное тесто закрывают крышкой и выдерживают 2 ч, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промывают на сите № 063 слабой непрерывной струей, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают при температуре 140150С до постоянной массы. Содержание непогасившихся зерен Н. З., %, вычисляют по формуле
,
где т остаток на сите после высушивания, г.
Определение содержания гидратной воды в извести. В предварительно прокаленный и взвешенный фарфоровый тигель отвешивают около 1 г извести и помещают на 2 ч в муфельную печь, нагретую до температуры 52010С. Тигель с навеской охлаждают в герметически закрытом эксикаторе в присутствии влагопоглощающего вещества, а затем взвешивают.
Проба гидратной извести предварительно высушивается при температуре 105110С.
Содержание гидратной воды W, %, вычисляют по формуле
,
где т1 разность в массе тигля с навеской до и после прокаливания, г; т масса навески извести, высушенной при температуре 105-110С, г.
Определение содержания воды в известковом тесте. Навеску известкового теста массой 10 г помещают в предварительно высушенный до постоянной массы и взвешенный бюкс и сушат в сушильном шкафу при температуре 105110С. В сушильном шкафу должен быть бюкс с натронной известью для улавливания СО2 воздуха. Через 2 ч бюкс извлекают из сушильного шкафа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание повторяют до постоянной массы.
Влажность известкового теста W, %, вычисляют по формуле
,
где т масса навески извести, г; т1 масса навески извести после высушивания, г.
Определение плотности известкового теста. Плотность известкового теста определяют с помощью стандартного мерного металлического сосуда цилиндрической формы вместимостью 1 л.
Перед определением плотности находят массу сосуда, заполняют его известковым тестом вровень с краями и снова определяют массу.
Плотность известкового теста 0, кг/м3, рассчитывают по формуле
,
где т2 масса сосуда с известковым тестом, кг; т1 масса сосуда, кг; V вместимость сосуда, м3.
Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гидравлической извести. Согласно ГОСТ 22688–77, для определения прочностных характеристик гидравлической извести изготавливают образцы из известково-песчаного раствора в соотношении 1 : 3 (И : П) по массе. Водовяжущее отношение при этом должно быть 0,50,6; консистенция раствора, определяемая на специальном приборе по расплыву конуса, 110115 мм. Консистенция растворной смеси определяется количеством воды в ее составе.
Для определения консистенции известково-песчаного раствора отвешивают 1500 г стандартного песка и 500 г гидравлической извести. Всыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, а затем перемешивают известь с песком лопаткой в течение 1 мин. В центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 250 г (водовяжущее отношение 0,5) и перемешивают.
По окончании перемешивания форму-конус (рис. 2.19, а) заполняют раствором в два приема слоями равной толщины. Раствор уплотняют металлической штыковкой: нижний слой 15-штыкованиями, верхний 10. Во время штыкования смеси форма должна быть прижата к основанию.
После укладки и штыкования излишки раствора срезают ножом вровень с краями конуса. Затем форму строго вертикально снимают так, чтобы не разрушить конус из раствора. Освобожденный от формы раствор под действием собственной массы начинает оседать. После окончания осадки снятую форму осторожно устанавливают рядом с осевшим конусом раствора. На верхнее основание формы конуса укладывают металлическую или деревянную линейку, от нижнего ребра которой другой линейкой измеряют осадку известково-песчаного раствора (рис. 2.19, б).
Рис. 2.19. Определение консистенции раствора:
а стандартная форма-конус; б измерение осадки конуса раствора;
