Profteplo47.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое известняк для получения цемента

Что такое известняк для получения цемента

Известня́к — осадочная, обломочная горная порода биогенного, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера.

Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Кроме того, бывают нуммулитовые, мшанковые и мраморовидные известняки. Текстуры как правило массивные, массивнослоистые и тонкослоистые. При метаморфизме известняк перекристаллизуется и образует мрамор. [ источник не указан 175 дней ]

Входящий в состав известняка карбонат кальция способен медленно растворяться в воде, а также разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания. Первый процесс — важнейший фактор образования карста, а второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла Земли, даёт источник газа для минеральных вод [ источник не указан 175 дней ] .

Некоторые растения способны комфортно жить именно на известняковых породах. Этим объясняется, например, редкость кавказского цикламена, который растёт по берегам рек и водопадов с известняковыми склонами [ источник не указан 175 дней ] .

Безклинкерный цемент

Это шлако-щелочной тип цемента. Он используется в тех же областях, что и традиционный. Физические и химические характеристики этого типа цемента не отличаются от традиционного вида цемента. Что же касается бетона и раствора для строительных целей из этого цемента, то он характеризуется высокой степенью противостояния к износу, а также не боится влияния агрессивных сред. Дополнительно бетон и раствор из этого типа цемента имеет низкую температуру гидратации.

Шлак является основой шлако-щелочного цемента. Его получают двумя способами:

1. Al2O3, SiO2, CaO (являются базисными компонентами для производства шлака высокого качества) перемешиваются в определенных пропорциях и затем расплавляются. На выбор можно взять следующие виды сырья:

  • зольную пыль, пуццолану, вулканический пепел;
  • доломитизированный известняк либо карбонат кальция, известняк, известковую глину;
  • глину или известь (содержат песок) и сам песок;
  • отходы минерального происхождения, которые содержат кремний, кальций, алюминий.

2. Использование полученного в результате производства чугуна готового доменного шлака.

Производство цемента, в технологии которого используют специальный гидравлический шлак

У этого вида производства есть три стадии, которые отличаются от стадий изготовления традиционного цемента: плавление, охлаждение расплава, помол цемента.

Плавление сырья с целью получения шлака
Сырье сначала пропускают через оборудование предварительного нагрева. Затем его плавят в плавильной печи при температуре приблизительно в 1450°C. Печь для плавления похожа на стекловаренную печь. Только нагрев печи обеспечивает уголь, пылевидное топливо, газ или традиционный вид топлива.

Охлаждение расплава и его помол
Из плавильной печи на выходе расплав остывает и проходит процесс грануляции. Технология грануляции с охлаждением водой создает высокий уровень реактивности шлака. Вода для охлаждения, поступающая под высоким давлением, дает возможность охладить быстро стекломассу в жидком состоянии и также обеспечивает в шлаке содержание стекла в большом количестве. Из системы для охлаждения шлак на выходе становится едва теплым и почти сухим. Его уже можно использовать.

Шлак с большим уровнем потенциальной реакционной способностью можно получить при условии быстрого охлаждения расплава. Гранулят способен храниться на протяжении долгого времени без потерь данного качества.

Гранулированный шлак, который уже охлажден, нужно измельчить до порошкообразного состояния. После этого он способен вступать в реакцию при контакте с водой.

Производство цемента

Чтобы произвести цемент, который можно сразу использовать, нужно перемешать три компонента:

  • гранулированный и высушенный шлак;
  • дополнительный материал в порошкообразном состоянии;
  • активатор в малом количестве.
Читайте так же:
Сколько цемента для бетона в30

Чтобы получить цемент с нужным уровнем качества, компоненты перемешиваются и дозируются в требуемых пропорциях.

В малых дозах (от 2 % до 5 % от объема смеси) добавляют активатор. Выбирая вид и количество активатора, можно получить любую нужную марку цемента. За счет использования базовых компонентов можно произвести разнообразные марки цемента. При производстве определенной марки меняется лишь доза и виды компонентов для смешивания.

Необходимо использовать компоненты, которые бы сдерживали высокий уровень реакционной способности полученного шлака. К сдерживающим добавкам относится пыль из золы или иной химически инертный компонент.

Стадии изготовления цемента, которые присущи исключительно для изготовления шлакового цемента, были изложены выше. Другие стадии похожи со стадиями изготовления традиционного портландцемента:

  • Разработка сырьевых месторождений, подготовка материала в качестве сырья, дробление, помол, хранение компонентов до момента наступления стадии предварительного нагрева и стадии плавления.
  • Перемешивание перед стадией предварительного нагрева и плавления разных добавок.
  • Расфасовка в мешки цемента с дальнейшей доставкой на склад после стадии перемешивания шлаков, активатора и дополнительных материалов.

Цемент, который произведен таким способом, имеет низкий уровень температурной гидратации при получении бетона. Поэтому его можно использовать в изготовлении бетона монолитного типа, который укладывают в массы большого размера. Стойкость к воздействию сред агрессивного характера (сточные воды, морская вода) является дополнительным достоинством данного типа бетона.

Цемент, полученный безклинкерным методом, имеет высокий уровень потребительских качеств. Стоит также отметить тот факт, что данный способ получения цемента (по сравнению с традиционным) в меньшей степени влияет на окружающую среду.

При изготовлении цемента традиционным методом сырье в огромных количествах добывают, как правило, из земли с последующим получением из него материала для цемента. В технологическом процессе используют технологию обжига, спекания либо плавления и помола. Все указанные выше этапы производства являются энергозатратными. К тому же они отрицательно воздействуют на природу.

Стоит также отметить, что производство цемента традиционным методом параллельно сопровождается выбросами отработанных газов в атмосферу и загрязнением ее пылью. От этих негативных воздействий не освобождено производство безклинкерного цемента. Однако оно является более чистым по экологическим показателям.

Использование при производстве безклинкерного цемента вторичного сырья помогает сберечь ресурсы Земли.

Стоимость производства безклинкерного цемента, как и традиционного, формируется из одинаковых составляющих. Объем вложений на изготовление одной тонны цемента обоих этих производств также практически не отличается. Однако изготовление безклинкерного цемента является рентабельным даже на предприятиях с малыми мощностями. Поэтому производить этот вид цемента можно даже в регионах, в которых уже есть производство цемента традиционным методом.

Возможность использовать производителем для изготовления безклинкерного цемента более разнообразный перечень первичного и вторичного сырья может понизить материальные затраты. Производитель, используя более дешевое сырье, сможет уменьшить материальные затраты.

Изготовление цемента на основе доменного шлака

Второй вид изготовления безклинкерного цемента заключается в следующем. Происходит процесс переработки металлургических шлаков и получения гидравлических вяжущих типов цемента, которые схожи с марками цемента М300 либо М400.

В первой половине 20 века было обнаружено, что доменные шлаки (при условии обладания ими нужного химического состава и содержания стекла) могут быть активизированы. При этом условии шлак получает потенциальные гидравлические свойства. Другой выявленной способностью доменного шлака стала его возможность вступления в реакцию с солями щелочных металлов. Главные этапы изготовления в себя включали: помол до состояния порошка доменного шлака и добавление щелочной субстанции.

Читайте так же:
Цемент м500 ивано франковск

Уже на протяжении 80 лет предпринимались шаги произвести и применить щелочно активированный шлаковый цемент. В масштабах промышленного уровня этот тип цемента реализовывался на территории Украины, Скандинавии, Польши. Этот вид цемента по большей части использовался в изготовлении блоков из бетона.

Доменный шлак в большинстве случаев является главным сырьем. С использованием щелочных солей проводилась активизация. Высокий уровень качества конечного продукта при применении этого типа цемента был доказан еще с момента запуска промышленного производства.

Процесс изготовления цемента состоит из ряда взаимосвязанных и непрерывных этапов:

  • подача сырья в требуемых дозах с мест хранения и формирование шихты в нужных пропорциях (смесь из шлака, добавок минерального происхождения, химического активатора);
  • сушка в барабанной сушилке приготовленной шихты;
  • тонкий помол шихты в шаровой мельнице, придание качеств цемента;
  • фасовка и транспортировка приготовленного цемента.

В доменную печь при изготовлении чугуна погружают железную руду, флюсовый камень и кокс. Из печи выходит расплавленный чугун и шлак. В состав шлака входят по большей части кварц, оксид алюминия, оксид кальция и магния. Охлаждение воздухом и холодной водой, дробление, помол – это основные четыре способа обработки шлака в расплавленном состоянии, каждый из которых придает материалу отличительные характеристики.

На 95% доменный шлак состоит из кварца, а также оксидов алюминия, кальция и магния, а оставшиеся 5 % составляют соединения железа и серы, марганец и иные элементы в незначительном количестве. В охлажденном воздухом шлаке они объединяются в разнообразные силикаты и алюмосиликатные минералы. В шлаках, которые прошли обработку дроблением и помол, эти элементы содержатся в форме стекла. Сырье, используемое для производства шлака, отбирается и перемешивается тщательно, поэтому его химический состав колеблется в малом диапазоне.

На заводах Урала и Кузбасса, а также на других предприятиях шлаки, как и химические активаторы с добавками минерального происхождения, скапливаются тоннами. Предприятия расходуют для утилизации отходов огромные средства.

Можно назвать следующие достоинства способа изготовления цемента на основе металлургического шлака:

Четыре главные фазы клинкера

Для получения высокого качества цемента клинкер должен состоять из 4 компонентов, которые войдут в гранулы в нужном процентном количестве.

Соотношение минералов при производстве клинкера

Соотношение минералов при производстве клинкера.

Наиболее важным компонентом является силикат, состоящий из тройного количества оксида кальция, смешанного с диоксидом кремния. Его процентное содержание в клинкере колеблется в пределах 52-68%. Силикат отличается от подобных ему составов за счет введения в кристаллическую решетку ионов магния, алюминия и железа.

Главное свойство алита — быстрая реакция с водой. Это свойство позволяет резко увеличить прочность цементной смеси на всех ее фазах. Наиболее важный вклад алит вносит при получении 28-суточной прочности образующегося продукта.

Белит

В нормальном клинкере содержание этой фазы колеблется в пределах 14-31%. Она является силикатом, состоящим из двойного количества кальциевого оксида, смешанного с диоксидом кремния. Кристаллическая решетка этого вещества изменена ионами различных металлов до β-модификации.

Белит практически не реагирует с водой, поэтому не может оказать влияние на прочность первые 28 дней, но затем вносит большой вклад в формирование прочностных характеристик продукта.

Алит и белит в чистом виде через 12 месяцев приобретают практически одинаковую прочность.

Читайте так же:
Стеклоиономерного цемента для молочных зубов

Алит и белит

Алит и белит в смешанном виде.

Алюминатная фаза

Содержание ее в гранулах составляет 4-11% в нормальном клинкере. Она является силикатом, содержащим утроенное количество оксида кальция, смешанного с оксидом алюминия. В кристаллическую решетку этого соединения вкраплены ионы кремния, калия, железа и натрия.

Алюминатная фаза хорошо взаимодействует с водой. Она может ускорить нежелательное схватывание, если в смесь забыли добавить такой регулирующий элемент, как гипс.

Алюмоферритная фаза

В нормальном клинкере процентное содержание этой фазы колеблется от 5 до 15%.

Она является смесью следующих веществ:

  • учетверенное количество кальциевого оксида;
  • трехвалентный железный оксид;
  • оксид алюминия.

Кристаллическая решетка этого соединения может изменяться в широких пределах при внесении в нее инородных ионов и подборе соотношения Al/Fe. Скорость реагирования этой фазы с водой на начальном этапе достаточно высокая, но ее можно изменять подбором соответствующих компонентов.

В последующий период реакция этой фазы с жидкостью замедляется, достигнув промежуточного значения между скоростями белита и алита.

Вместе с этими фазами в клинкере присутствуют и другие примеси, например, оксид кальция и различные щелочные сульфаты. Но их количество по сравнению с основными компонентами небольшое, поэтому они не могут оказать существенного влияния на прочностные характеристики клинкера.

Как сделать цемент своими руками?

Должны быть какие-то серьезные мотивы, чтоб отказаться от самого простого варианта – купить в ближайшем магазине:

  • Большие объемы работ с цементом;
  • Отсутствие возможности приобрести, по каким-либо причинам;
  • Острое желание попробовать сделать это самостоятельно;
  • Наличие понимания технологии производства и возможность запустить свой небольшой «конвейер».

Технология производства не должна отличаться от той, что используют на заводе, а это значит, что нам понадобится:

  1. Много сырья;
  2. Собственная мельница;
  3. Вращающиеся печи с возможностью поддержания температуры на высоком уровне.

Самый простой вариант:

  • Смешать мел с каолином в пропорции 3 к 1;
  • Измельчить полученную смесь на мельнице;
  • Обжечь в печи, те же 4 часа при температуре в 1400°C;
  • Еще раз измельчить уже обожженную субстанцию;
  • Добавить 5% гипса.

Не стоит и упоминать, что гипс тоже придется измельчать до порошкообразного состояния. Все это займет слишком много времени, усилий и выльется в значительные финансовые траты.

Так что приобрести даже пару десятков пакетов цемента – всегда выгодней и проще, чем пытаться все сделать самостоятельно. Но для собственного развития можно разок попробовать, чтоб убедиться в бессмысленности этой затеи.

Перемолотый гипс для цемента

Способы цементации

Цементация получила широкое распространение при обработке зубчатых колес и других деталей, работающих при ударных нагрузках. Высокая твердость рабочих поверхностей обеспечивает продолжительный срок работы, а достаточно вязкая середина позволяет компенсировать ударные нагрузки.

Разработаны множество способов науглероживания. Чаще всего используются следующие:

  • в твердой среде;
  • в жидкости;
  • в газе;
  • в вакууме.

Как происходит процесс цементации с использованием твердой среды

В качестве твердого карбюризатора берется смесь древесного угля (береза, дуб) и соли угольной кислоты с кальцием и другими щелочными металлами. Количество древесного угля может достигать 90%. Для приготовления смеси компоненты дробятся для улучшения выхода углерода. Размер частиц не должен превышать 10 мм. Так же не должно быть микроскопических частив в виде пыли и крошек, поэтому смесь просеивается.

Цементация стали в твердой среде

Цементация стали в твердой среде

Для получения готовой смеси пользуются двумя способами. Первый – соль с углем в сухом состоянии тщательно перемешивается. Второй способ – из соли получают раствор. Для этого ее разводят в воде, а после чего этим раствором обильно смачивают древесный уголь. Перед помещением в печь уголь сушат. Его влажность не должна превышать 7%. Получение карбюризатора последним способом более качественно.

Читайте так же:
Цемент портландцемент д0 м500 dauer

Смесь насыпается в ящики. После чего в них помещают детали. Для исключения оттока газа, получаемого во время нагрева, ящики подвергаются герметизации. Плотно закрывающую крышку дополнительно замазывают шамотной глиной.

Ящики подбираются в зависимости от формы детали, их количества и объема засыпанной смеси. Обычно они бывают прямоугольными и круглыми. Материалом для изготовления ящиков может служить сталь как жаростойкая, так и низкоуглеродистая.

Технологический процесс цементации стали можно представить в следующем порядке:

  • Детали, предназначенные под цементацию, закладываются в металлические ящики, при этом равномерно пересыпаются угольным составом.
  • Ящики герметизируются и подаются в заранее нагретую печь.
  • Первоначально производится прогрев до температурных показаний порядка 700С — 800С.
  • Контроль прогреваемости производится визуально. Ящики и подовая плита имеют равномерный цвет без затемненных пятен.
  • Далее температуры в печи увеличивают до требующихся 850С 950С. В данном диапазоне происходит диффузия внедрения атомов углерода.
  • Длительность выдерживания деталей в печи напрямую зависит от требуемой толщины слоя.

Как происходит процесс цементации в газовой среде

Цементация стали в среде газов производится при массовом выпуске деталей. Глубина цементации не превышает 2-х мм. Используемые газы – естественные или искусственные газы, содержащие углерод. Обычно используется газ, получающийся при распаде нефтепродуктов.

Цементация стали в газовой среде

Цементация стали в газовой среде

Его получают в большинстве случаев нагреванием керосина. Больше половины газа подвергают модификации, его крекируют.

Активный углерод при данном способе обработки получается при распаде, и формула имеет следующий вид:

2СО=СО2+С

СН4=2Н2+С

Если пиролизный газ использовался без модифицированного, то в результате обогащенный слой металла будет недостаточным. К тому же пиролизный газ создает обильную сажу.

Печи для данного способа цементации должны быть герметичными. Обычно пользуются стационарными печами, но как вариант методическими.

Цементацию стали и технологический процесс можно представить в следующем порядке:

Подвергаемые цементации изделия помещаются в печь. Температура поднимается порядка 910С — 950С. Производится подача газа в печь. Выдержка в газовой среде определенное время.

Длительность термического воздействия составляет 15 часов при температуре в 920С с получаемым слоем 1,2 мм. Для ускорения производственного процесса температуру поднимают. Уже при 1000С получить такой же науглероженный слой возможно за 8 часов.

В последнее время широкое применение нашел способ проведения процесса в эндотермической среде. Во время активного науглероживания в газовой среде поддерживается значительный потенциал углерода за счет введения природного газа (пропана, бутана или метана). На этот период концентрация газ из нефтепродуктов устанавливается на уровне 1%.

Процесс проведения цементации в жидкой среде

Жидкая среда – это расплавленные соли. В качестве солей используются карбонаты металлов, правда, металлы должны быть щелочными с низкой температурой плавления. Температура проведения цементации при данном методе составляет 850С. Процесс происходит во время погружения деталей в ванну с расплавом и выдерживании их там.

Цементация стали в жидкой среде

Цементация стали в жидкой среде

Цементация в жидкой среде отличается не большим насыщенным слоем, который не превышает 0,5 мм. Соответственно времени занимает до 3 часов. Среди достоинств следует отметить: обработанные детали имеют незначительную деформацию, а также возможна закалка без промежуточного этапа.

Читайте так же:
Условное обозначение цементного раствора

Как происходит процесс цементации в вакууме

Недостаточное давление, создаваемое в печи, значительно сокращает время проведения обработки. Цементацию стали и технологический процесс можно представить в следующем порядке:

  • При данном методе детали помещаются в холодную печь.
  • После герметизации камеры нагрева в ней создается вакуум.
  • Затем производят нагрев до требуемой температуры.
  • Производится выдержка, которая занимает до часа по времени. За это время выравнивается температура и с поверхности нагретых деталей осыпаются загрязнения, мешающие науглероживанию.
  • Затем подается в камеру углеводородный газ под давлением. За счет чего происходит активная фаза обогащения поверхностного слоя.
  • На следующем этапе происходит диффузионное внедрение углерода. На этом этапе в камере опять создают вакуумическое давление.
  • За короткий промежуток времени не получается требуемого науглероженного слоя, поэтому процесс повторяют до тех пор, пока не получится требуемая глубина. Обычно результат получается за три стадии.
  • Охлаждение до температуры окружающей среды происходит в печи под действием инертных газов под разным давлением.

Печь для вакуумной цементации

Печь для вакуумной цементации

Процесс полностью компьютеризирован. За подачей газа, температурой, давлением следит программа, отвечающая за весь технологический процесс. Среди достоинств следует отметить:

  • регулирование количества углерода;
  • отсутствие кислорода предотвращает образование окислов;
  • газ проникает даже в отверстия минимального диаметра;
  • чередование процессов происходит при равных условиях;
  • полная автоматизация; сокращенные сроки.

Процесс проведения цементации пастами

При производстве разовых работ рациональнее пользоваться пастами для проведения цементации. В составе пасты находятся: сажа с пылью древесного угля. Толщина слоя наносимой пасты должна быть восьмикратно увеличена для получения требуемого насыщенного слоя.

После нанесения состав просушивается. Для процесса цементации используются индукционные высокочастотные печи. Температура проведения процесса достигает 1050С.

Как происходит процесс цементации в электролитическом растворе

Процесс во многом схож с гальваническим покрытием. В нагретый раствор электролита помещается заготовка. Подведенный ток вызывает получение активного углерода и способствует его проникновению в поверхность стальной заготовки.

Таким способом подвергают обработке детали, имеющие небольшой размер. Параметры для прохождения цементации: напряжение тока – 150-300В, температура 450-1050С.

Состав бетонной смеси

В состав бетона входит четыре компонента:

  • Цемент (вяжущее вещество)
  • Заполнитель (песок, щебень)
  • Вода
  • Добавки

Порой заполнитель разделяют на две отдельные группы: песок и щебень. Это происходит, так как в стройке используется и другой вариант строительной смеси – цементный (смесь цемента, воды и песка). Бетонная же смесь имеет более высокую прочность и долговечность за счёт наличия в составе щебня или гравия, то есть заполнителя более крупной фракции, нежели песок. Использование щебня мелких фракций делает бетон более прочным, так как его частицы ют в смеси более плотно друг к другу.

Почему вам стоит обратиться именно к нам:

  • являемся прямым производителем, работаем без посредников и не завышаем цен;
  • при покупке можете не беспокоиться о доставке, т.к. в своем распоряжении мы имеем собственный автопарк спецтехники, в том числе транспорт для перевозки раствора;
  • полный производственный цикл осуществляется на нашем предприятии;
  • строго соблюдаем сроки по производству и доставке раствора, которые закреплены в договоре.

Узнать более подробную информацию вы можете связавшись с представителем нашей компании по телефону:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector