Съставът и свойствата на клинкер циментовата

Oilwell Портланд цимент е вид на Портланд цимент - минерална неорганична прахообразен свързващ материал, състоящ се главно от силно основни калциеви силикати. Благодарение на техните специфични свойства, както и свойства на други синтетични минерали, съдържащи Портланд цимент (алуминати, калциеви ферити и др.), Прахът от Портланд цимент, когато се смеси с вода образува свободно течаща и nerasslaivayuschuyusya в рамките на определени концентрации гама суспензия, която с течение на времето се превръща в твърд kamnevidnoe тяло.

Портланд цимент минерали са резултат от висока температура синтероване сурова смес, съдържаща в специфично съотношение на алкален оксид - калциев оксид (СаО) и кисели окиси - силициев диоксид (SiO2), алуминиев оксид (Al2 О3) и железен оксид (Fe2 О3 обикновено).

Източникът на калциев оксид в производството на цимент Портланд са главно варовик и креда, но могат да се използват и други естествени материали като гипс, или промишлени отпадъци, като калциев оксид при удар.

Източникът на кисели окиси са предимно глина. (. Кварц, карбонати и т.н.) В зависимост от примесите, присъстващи в тях, те съдържат,%: 40-60 SiO2; 10-20 Al2 О3; 5-7 Fe2 О3; 2-15 CaO.

Вместо глина льос може да се използва, плочи, loams и промишлени отпадъци, от които най-важни са гранулирани доменна шлака. Техният състав е подобен на този на Портланд цимент, но те съдържат по-малко количество на СаО. За Портланд цимент сурова храна се основава на шлаката е достатъчно, за да добавите 15-25% СаО, например под формата на варовик. Вместо глина компонент нефелин утайка може да се използва - на отпадъците при производството на алуминий от нефелин, което от своя състав още по-близо до Портланд цимент от шлаката от доменна пещ, но също така не е достатъчно CaO.

Ценна суровина за производството на цимент Портланд са мергели - естествени калциеви карбонати, съдържащи повече от 20% глина примеси. Някои мергели съдържат калциев оксид и глина компоненти точно в тези съотношения, които са необходими за производството на портланд цимент.

Въпреки това, прилагането сурова смес, състояща се от само две компоненти - вар и глина, често не могат да получат качествено Портланд цимент. За получаване на Портланд цимент с изискваните свойства, в суровина смес се въвежда в т.нар коригиращи добавката. Тези състави преобладава всяка една киселинна оксид - SiO2. Al2 O3 и Fe2 O3.

Има два начина на обработване на суровина - сухи и мокри. По сух метод суровините са изсушени до съдържание на влага от 1,5-2%, дозирани и смила в топкова мелница до прах с размер на частиците по-малък от 100 микрона, който след това се пневматично добре смесени, за да се получи хомогенна смес.

Калциниране на суровина смес получава чрез сух процес, произведени в шахтата или ротационни пещи. Преди да се подава в смес шахтова пещ и изпичане конвейер се гранулира, който се омокря с вода до съдържание на влага от 10-12%.

дистанционно топлообменници смес се нагрява до температура 900-1000 ° С, и след това влиза в въртящата се пещ. Въртящата се пещ е кух стоманен цилиндър с диаметър от 2 до 5 m и дължина от 30 до 200 m, покрита от вътрешната страна с огнеупорен материал. Цилиндърът е разположен под ъгъл 3-5 °. Пещта се върти със скорост от около 1 / мин. Разпалване на суровините смес в ротационна пещ обикновено се извършва при температура 1400-1500 ° С Поради частично топене на изгорелия материал и въртяща се пещ продукт се получава под формата на твърди гранули от 10-30 мм.

Полученият полу-готовия продукт в пещта, наречен клинкер за портландцимент се охлажда с въздух в специален фризер. След охлаждане на клинкера се раздробява и след това се смила в топкови мелници на фин прах, който е цимент.

При производството на цимент Oilwell процес клинкер смилане се прибавя 3-6% гипс (който контролира скоростта на настройка) и 10-15% от други естествени или изкуствени материали (металургична шлака, кварцов пясък, Триполи gaize и др.), Наречена минерални добавки , Те подобряват някои свойства на Портланд цимент и клинкер спестява скъпо.

В мокрия процес суровина смес се изпича в дълги ротационни пещи, снабдени с различни интегрирани топлообменни апарати. Както се движат вътре в пещта сурово брашно под действието на горещи газове постепенно се суши и се нагрява. При температура 400-600 ° С и дехидратиран глина компонент се разлага на съставните си оксиди. Всички тези реакции се провеждат с отделяне на топлина (около 100 ккал на 1 кг клинкер), при което калциниран материал бързо се нагрява до температура 1300-1400 ° С При тази температура, той частично (20-30%) се стапя. Образуваната стопилката постъпва основната част алуминати и ферити, както и известно количество дикалциев силикат. Тази стопилка се разтваря не контактува от време калциев оксид и от трикалциев силикат кристализира 3saO · SiO2. Този процес е толкова дълго, докато не ще се свърже с всички или почти всички от калциевия оксид. Температурата на изгорелия материал в същото време е около 1400-1500 ° С

Взаимодействие калциев оксид с силициев диоксид, двуалуминиев триоксид и железни оксиди е завършена по-бързо от фини смила сурова смес и е по-добре се хомогенизира. За свойствата на получения клинкер е от голямо значение скорост на охлаждане. Бързото охлаждане резултати в тази част на стопилката не разполагат с време да кристализира и остава в така наречената клинкер стъкло и минерали образува се записват в своите висока температура форми, различаващи се в повишена химическа активност.

Горните четири основен оксид, съдържащ се в циментов клинкер от Портланд е обикновено в следните количества,%: СаО 60-75; 17-25 SiO2; 3-8 Al2 О3; 2-6 Fe2 O3.

В процеса на изпичане, всички тези оксиди реагират един с друг, за да образуват изкуствени портландцимент минерали, така наречените клинкерни минерали.

Трикалциев силикат е съществен минерална портландциментов клинкер, в който се съдържа обикновено в количество от 40-65%.

Дикалциев силикат (2CaO х SiO2) има молекулно тегло 172,22, че съдържа 65.1% СаО и 34,9% SiO2. Той е известен в четири полиморфни форми - а, а ¢, # 946; и # 947; стабилна при различни температури.

дикалциев силикат # 946; -форма (# 946; -2SaO х SiO2), присъстваща в портландциментов клинкер се нарича избелители. В допълнение към портландциментов клинкер, в която присъства в количество от 12 до 35%, # 946; -dvuhkaltsievy силикат се съдържа в някои металургична шлака в големи количества (до 85%) като нефелин утайка - страничен продукт от производството на алуминий от нефелин. В резултат на по-ниска химическа активност в сравнение с други клинкерни минерали той е само един от тях се намира в природата като минералната larnite.

Безплатна калциев оксид (СаО) изглежда да доведе до непълно процес клинкер минерална формация. Причината за това може да бъде неправилно съотношение между компонентите на сурова смес, тя е недостатъчна хомогенността и непълна изпичане. Безплатна калциев окис, калциниран при висока температура, след смесване на цимент с вода бавно хидратирани (вода отдава), се превръща в калциев хидроксид Са (ОН) 2. Тази реакция протича с значително увеличение на обема на твърдата фаза, както и времето, което съвпада с периода, когато цимент камъка вече постигна значителни сили и губи еластичност. В резултат на това значителни вътрешни напрежения могат да възникнат в циментовата камък, който да доведе до неравномерно промени обема и напукване. За да се избегне това, се стреми да предотврати свободното калциевия оксид присъства в клинкера повече от 1%. За продължително съхранение цимент постепенно свободен калциев оксид реагира с водата и въздуха с въглероден диоксид за образуване на Са (ОН) 2 и СаСО3. при наличието на които не води до никакви вредни въздействия. Следователно, клинкер преди смилане се препоръчва да издържи за един месец в междинното складиране и цимент в специални контейнери (силози) в рамките на две седмици преди раждане.

метални оксиди на алкални (Na2 О и К2 О) попадат в циментово сурово брашно е предимно с глина в състава на фелдшпат и глинести минерали. Голяма част от тяхната летливо време на изпичане, а останалата част е част от няколко съединения. Както при първоначалното суровината и клинкер, K2 O които обикновено се съдържат няколко пъти повече от Na2 О.

Други примеси. попадащи в циментов клинкер от Портланд от суровини или по време на производствения процес (SO3. TiO2. Р 2О 5. CR2 О3. МпО 2 и др.), в случай на високо съдържание може да повлияе на процеса на минерализация по време на удар. В повечето случаи това влияние се счита за вредно.

В стъкловидно фаза обикновено присъства в клинкера в количество от 5-12%. Тя съдържа в състава си nevykristallizovavshiesya ферити, алуминати, дикалциев силикат, алкални съединения и значителна част от магнезиев оксид е в клинкера.

При изчисляване на минерален състав и резултатите от използването му обикновено се използват символи минерали трикалциев силикат (3SaO х SiO2) - С3 S; дикалциев силикат (2CaO х SiO2) - С2 S или # 946; -С2 S; трикалциев алуминат (3SaO х Al2 О3) - С3 А; тетра-алуминиев ферит (4SaO х Al2 О3 х Fe2 О3) - С4 AF. писмо С, показва СаО писмо S - SiO2. писмо A - Al2 O3. писмо F - Fe2 O3.