Измельчение цемента с помощью шаровых мельниц и аппаратов вихревого слоя

Измельчение цемента с помощью шаровых мельниц и аппаратов вихревого слоя

Среди наиболее употребляемых ресурсов на земле цемент и бетон занимают второе место после воды. В среднем каждый год на одного человека приходится до одной тонны цемента. Данный материал находит широкое применение в качестве вяжущего компонента при получении бетона, железобетона и различных строительных растворов. Спрос на цемент при строительстве новых зданий и сооружений, а также их ремонте и реконструкции остается стабильно высоким.

Технологический процесс получения цемента включает в себя несколько этапов и заканчивается помолом клинкера с добавкой гипса. Тонкость помола является очень важной характеристикой для цемента, так как именно она определяет количество материала, способного к гидратации. От нее также зависит скорость гидратации и нарастания прочности. Процессы измельчения являются энергозатратными. На них расходуется до 20% от электроэнергии, генерируемой во всем мире. Одновременно около 70% энергозатрат при получении цемента приходится на помол клинкера. Исходя из этого, важные задачи цементной промышленности на современном этапе ее развития можно сформулировать следующим образом:

1. Повышение тонкости помола сырьевых материалов.
2. Внедрение надежного и простого в эксплуатации измельчающего оборудования.
3. Снижение энергоемкости процесса измельчения.

Тонкость помола

Это характеристика оказывает влияние на время затвердевания и на прочность получившегося цементного камня. То есть чем мельче помол, тем выше скорость затвердевания и качество получившегося бетона. Стоимость, естественно, выше.

Тонкость помола определяется его удельной поверхностью и зерновым составом, который вычисляется через просеивание цемента через сверхтонкое сито с размерами до 80 мкм. Большая его часть должна успешно просеяться. Но одновременно слишком мелкий помол приводит к увеличению водопотребности раствора.

Для оптимального соотношения в состав должны включаться как крупные частицы размером 80 мкм, так и мелкие 40 мкм. Таким образом достигаются оптимальные свойства этого надежного и практичного материала.

Портландцемент, изготавливаемый в настоящее время, по стандарту содержит частицы в среднем от 20 до 40 мкм. Для изготовления быстротвердеющих видов добавляется от 15 до 25% порошка сверхтонкого помола. На данном этапе цемент обогащается различными добавками, которые позволяют увеличить его прочность и уменьшить вероятность появления коррозии.

Область применения

Роль цемента в производстве прогрессивных стройматериалов постоянно растет. Его используют в изготовлении сборного и монолитного бетона, асбестоцементных изделий, железобетона, строительных растворов и многого другого. Что такое цемент? Это материал, с помощью которого производится скрепление отдельных деталей конструкции, в нем нуждается газовая и нефтяная промышленности, на его основе производят прогрессивные стройматериалы, которые по своим качествам не уступают дефицитной древесине, кирпичу и другим традиционным материалам.

Что такое портландцемент и шлакопортландцемент, для чего их используют

Что такое портландцемент, и чем он отличается от шлакопортландцемента? Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое при совместном тонком измельчении клинкера и необходимого количества гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания.

Портландцемент используют для закладки фундамента, приготовления штукатурных растворов.

Для получения портландцемента такие технологические операции, как изготовление сырьевой смеси; превращение ее путем обжига до спекания в клинкер и помол последнего в тонкий порошок, являются основными.

Химический состав клинкера портландцемента определяется по содержанию важнейших окислов, которые должны находиться в следующих пределах.

Этому условию отвечают природные мергели, а также смеси известняка с глиной в соотношении 3:1 (по массе). Можно заменить известняк мелом.

Трехкальциевый силикат (алит) в реакции с водой химически активен. Он способен быстро твердеть, имея при этом высокую прочность.

Двухкалъциевый силикат (белит) менее активен, твердеет медленнее, и продукт твердения обладает невысокой прочностью.

Трехкальциевый алюминат — химически активный минерал. Он быстро твердеет, но продукт твердения обладает низкой прочностью.

Промежуточное положение по активности в реакции с водой, по скорости твердения и прочности между трехкальциевым и двухкальциевым силикатами занимает четырехкальциевый алюмоферрит.

Процесс взаимодействия цементного порошка с водой сопровождается выделением тепла. Количество теплоты зависит от скорости гидратации и минералогического состава цемента. Тонкость помола, сроки и условия хранения оказывают на этот показатель меньшее влияние.

Изготовленные из портландцемента образцы при кипячении в воде должны равномерно изменять объем, поэтому количество ангидрида серной кислоты SO3 в портландцементе и его разновидностях должно быть не менее 1,5 и не более 3,5%, а содержание окиси магния MgO в исходном клинкере — не более 5%. Портландцемент с минеральными добавками может содержать до 20% гранулированного шлака, или до 10% активных добавок осадочного происхождения (кроме глиежей), или до 15% прочих активных добавок, включая глиежи.

А что такое шлакопортландцемент и где он применяется? Это гидравлическое вяжущее вещество изготовляется путем совместного помола портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака (21-60%) и необходимого количества гипса. Быстротвердеющий шлакопортландцемент — основная разновидность этого цемента. Основное отличие шлакопортландцемента от портландцемента – более медленная скорость схватывания и твердения. Применяется там же, где и портландцемент.

Ускорение затвердевания бетона

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Чтобы получить быстротвердеющий бетон с высокими характеристиками прочности, достигаемыми в естественных условиях уже в первые дни после его заливки, можно использовать и обычный цемент. К способам ускорения застывания бетона относятся:

• уменьшение в растворе цементной и водной составляющих (тощий бетон);
• применение модификаторов, активирующих гидратацию;
• домалывание связующего компонента с добавлением в него гипса.

К тощему бетону относится и бетонный раствор марки 200, из которого уже могут изготавливаться конструкции перекрытий. Менее марочные растворы применяются в подготовке оснований перед дорожным строительством и возведением зданий. Ускорение застывания бетона достигается, благодаря меньшему количеству реагентов, из-за которых процесс гидратации проходит гораздо быстрее. При изготовлении так называемого жесткого бетона нельзя увеличивать дозировку воды, так как ее избыток приведет к ухудшению качества раствора.

Затвердевание бетона проходит быстрее, если при приготовлении в раствор добавлять хлористый кальций. Его содержание в бетоне не должно превышать 3%. Если изготавливается железобетонная конструкция, то количество CaCl₂ снижается до 2%. Этот модификатор нельзя закладывать в растворы, которыми будут заливаться железобетонные конструкции с арматурой сечением тоньше 4 мм, так как он станет причиной коррозии металла. Не рекомендуется его применять и для сооружения долговременных ЖБИ. Следует добавить, что хлористый кальций добавляется в смесь вместе с водой. Перед тем как залить жидкость в бетон, модификатор необходимо растворить в ней. Специалисты советуют добавлять CaCl₂ в пуццолановые цементы, шлакопортландцементы и цементы с длительным сроком затвердевания.

Быстротвердеющий бетон, набирающий за первые сутки застывания до 50-55% расчетной прочности, получается при домалывании и добавлении в него гипса, содержание которого в связующем компоненте доводится до 3%. Однако лабораторные опыты показали, что лучшие показатели затвердевания показал бетон на основе цемента с 8-процентным содержанием гипса. Специалисты, проводившие исследования отметили, что более эффективным отвердителем является высокопрочный гипс. Бетон, приготовленный с этим модификатором, по показателям прочности почти в 1,5 раза превысил раствор, в который добавлялся обычный строительный гипс.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

• сульфатостойкий цемент с добавками;
• пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
• шлакопортландцемент;
• сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Бетон представляет собой строительный материал, который обладает отличными прочностными характеристиками, имеет повышенные показатели огнестойкости и при добавлении в состав бетонного раствора специальных наполнителей, приобретает жаростойкость. На огнестойкость и жаростойкость бетонного раствора влияют различные показатели и факторы, например, материал, который используется в качестве наполнителя, или же конструкции, которые возводят из строительного материала на основе песка, цемента, щебня и воды.

Различия между огнестойкостью и жаростойкостью очевидны. В первом случае бетонные конструкции имеют возможность противостоять повышенным температурным показателям в течение непродолжительного времени, а при жаростойкости строительного материала, бетонные конструкции сохраняют прочностные характеристики долговременно.