Storossproject.ru

Декор и Мебель
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шлаки для производства цемента

Безклинкерный цемент

Традиционные технологии производства цемента включают стадию получения клинкера – гранулированной смеси исходных размолотых известняка и глины, прокаленной при температуре 1400 °С (портландцемент). Основными недостатками данной технологии выступают:

  • Высокая энергоемкость;
  • Высокая капиталоемкость;
  • Длительные сроки окупаемости;
  • Негативное влияние на окружающую среду (неэкологичность).

Частично устранить или сократить все негативные моменты, связанные с традиционным процессом производства цемента, призвана альтернативная технология производства так называемого бесклинкерного цемента. При «холодном» способе производства стадия высокотемпературной прокалки клинкера, осуществляемая в дорогостоящих барабанных вращающихся печах и соответственно сопровождаемая большим расходом топлива, исключается из технологического процесса. Это позволяет многократно сократить потребление энергоносителей и на порядок уменьшить капитальные затраты. Таким образом, бесклинкерная технология производства цемента даже на малотоннажных установках обеспечивает трёхкратное снижение его себестоимости.

Бесклинкерный цемент – шлако-щелочный цемент, который может использоваться в тех же сферах применения, что и традиционный цемент. Физико-химические свойства шлако-щелочного цемента аналогичны свойствам традиционного цемента. А строительный раствор и бетон из такого цемента отличаются высокой износостойкостью даже в агрессивной среде, такой как морская вода, а также обладает низкой температурой гидратации.

Основа шлако-щелочного цемента — шлак. Получить его возможно двумя способами:

1) Основные компоненты – Al2O3, SiO2, CaO – смешиваются в пропорции, которая позволяет получить оптимальный состав смеси для получения высококачественного шлака после расплава компонентов. В качестве сырья на выбор могут быть использованы:

  • зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана
  • известняк, известковая глина, карбонат кальция или доломитизированный известняк
  • песок, глина содержащая песок или известь содержащая песок
  • минеральные отходы, содержащие кальций, алюминий, кремний.

2) Готовый доменный шлак, полученный в процессе производства чугуна.

1) Производство цемента на основе специального гидравлического шлака

Процесс производства бесклинкерного цемента на основе специального гидравлического шлака состоит из трех этапов, которые отличаются от этапов производства традиционного портландцемента: плавление, охлаждение расплава, помол цемента.

Плавление сырья для получения шлака

Сырье для получения специального гидравлического шлака расплавляется в плавильной печи. Перед тем как поступить в плавильную печь сырье проходит через устройство предварительного нагрева, использующее отработанное тепло плавильной печи. Плавильная печь напоминает стекловаренную печь, однако при производстве цемента нагрев печи осуществляется за счет угля, пылевидного топлива, традиционного топлива или газа. Температура плавления – около 1450°C.

Охлаждение расплава и помол

На выходе из плавильной печи расплав охлаждается и подвергается грануляции. Данная система грануляции с водяным охлаждением позволяют обеспечить высокую реактивность шлака. Охлаждающая вода подается под большим давлением, что позволяет обеспечить быстрое охлаждение жидкой стекломассы и высокое содержание стекла в шлаке. На выходе из охлаждающей системы мы получаем слегка теплый и практически сухой шлак, готовый к использованию.

Быстрое охлаждение расплава позволяет получить шлак с очень высокой потенциальной реакционной способностью. Гранулят может храниться в течение длительного периода времени без потери данного свойства.

Охлажденный гранулированный шлак необходимо измельчить. После измельчения до порошкообразного состояния шлак готов к реакции при взаимодействии с водой.

Изготовление цемента

Для изготовления готового к использованию цемента смешиваются три компонента:

  • высушенный и гранулированный шлак
  • порошкообразный дополнительный материал
  • небольшое количество активизатора

Компоненты дозируются и смешиваются в нужных пропорциях для получения цемента желаемого качества.

В качестве дополнительного материала может использоваться:

  • зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана
  • песок, глина содержащая песок или известь содержащая песок
  • доменные шлаки
Читайте так же:
Глинистый цемент что такое

Активизатор добавляется в небольших количествах (от 2 до 5% от массы смеси). Количество и тип активизатора зависит от того, какую марку цемента вы хотите получить. Различное дозирование и выбор смешиваемых компонентов позволяет производить большое количество различных марок цемента на основе одних и тех же базовых компонентов.

В связи с высокой реакционной способностью приготовленного шлака , необходимы добавки, сдерживающие реакцию, такие, как зольная пыль или другое химически инертной вещество.

Голландская компания ASCEM BV разработала рецептуру, при которой смесь измельченного шлака и инертного вещества — золы – составляет 50/50.

Выше были приведены этапы производства цемента, характерные исключительно для производства шлакового цемента. Остальные этапы схожие с этапами производства традиционного портландцемента:

  • Разработка месторождений сырья, подготовка сырьевых материалов, дробление, помол и хранение различных сырьевых компонентов перед этапами предварительного нагрева и плавления.
  • Смешивание различных компонентов перед этапами предварительного нагрева и плавления.
  • Упаковка цемента в мешки и отгрузка на склад после этапа смешивания шлаков, дополнительных материалов и активизатора.

Схема производства бесклинкерного цемента на основе специального гидравлического шлака

Источник: по данным компании ASCEM BV

Полученный таким способом цемент обладает очень низкой температурой гидратации при производстве бетона, в связи с этим он может использоваться в производстве монолитного бетона, укладываемого в большие массивы. Другим важным свойством бетона является его высокая коррозиестойкость в агрессивной среде, такой как морская вода или сточные воды.

Ниже приведена сравнительная таблица свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента.

Сравнительная характеристика свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента.

Физико-химические свойства цемента/строительного раствораОбычный цемент, сопоставимый со свойствами портландцементаМодифицированный
удобоукладываемость++
температура гидратации+++
прочность при сжатии в возрасте 1 день+++
прочность при сжатии в возрасте 28 дней++
устойчивость к проникновению воды+
устойчивость к воздействию CO 2+
коррозиестойкость
сульфатостойкость+++++
устойчивость к воздействию серной кислоты+++
устойчивость к воздействию хлора++

0 одинаково
+ немного превосходит
++ превосходит
+++ намного превосходит

Источник: по данным компании ASCEM BV

Помимо высоких потребительских характеристик производство бесклинкерным способом оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными методами производства цемента.

При производстве цемента традиционным способом сырье обычно добывается из земли в больших количествах и трансформируется в цементирующий материал через обжиг, спекание или плавление и помол. Данные процессы являются чрезвычайно энергоемкими и оказывают негативное влияние на окружающую среду.

Помимо добычи сырья выброс в атмосферу отработанных газов и загрязнение атмосферы пылью также отрицательно сказываются на состоянии окружающей среды. Хотя производство бесклинкерного цемента не свободно от выделения в атмосферу газов и пыли, оно все же является более экологически чистым по сравнению с производством традиционного портландцемента.

Также в производстве бесклинкерного цемента используется вторичное сырье, такое как зольная пыль, что позволяет экономить природные ресурсы планеты.

Сравнительная характеристика свойств бесклинкерного цемента и традиционного портландцемента
Потребление сырья (кг) на тонну производимого цемента
ASCEMПортландцемент
Известняк4001200
Глина50200
Гипс50
Зольная пыль650100
Активизатор100
Всего12001550
Потребление энергии
ASCEMПортландцемент
Первичное потребление энергии (гигаДжоуль)1,73,2
Электроэнергия(кВт/ч)180100
Общее потребление энергии2,43,6
Выбросы газов и пыли в атмосферу
ASCEMPortland Cement
CO2 (мг/Нм 2 )175528
No2 (мг/Нм 2 )200 — 300600 — 2200
SO2 (мг/Нм 2 )3535
Пыль(мг/Нм 2 )

Источник: по данным компании Крона-СМ

К преимуществам технологии производства цемента на основе металлургического шлака относятся:

  1. Простота, экономичность технологического процесса и используемого оборудования;
  2. Использование в качестве сырья промышленных отходов (дешевизна, устранение загрязнений окружающей среды);
  3. Пониженные энергозатраты и удельные капиталовложения.
  4. Небольшая мощность производства позволяет сократить срок между изготовлением и использованием цемента, устраняя тем самым его дезактивацию (нормативный срок хранения свежего портландцемента – 3 месяца);
  5. Возможность выпуска цементов с повышенной скоростью твердения (согласно требованиям Заказчиков);
  6. Возможность производства широкой гаммы цветных цементов с незначительным увеличением себестоимости продукции.
  7. Гибкость производства, возможность быстрого перехода к выпуску других видов и марок цементов.

Статья предоставлена Академией Конъюнктуры Промышленных Рынков

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента

Информационный бюллетень БУДСТАНДАРТ Online. Выпуск №3 2021

Перечень документов, которые отменены 1 октября 2021 года

Перечень документов, которые вступили в силу 1 октября 2021 года

Приказ Минрегиона по вопросам ценообразования в строительстве

Обновлены бланки документов о начале выполнения строительных работ, а также по вводу в эксплуатацию построенных объектов

Перечень действующих (утвержденных) строительных норм, государственных стандартов, нормативных и технических документов Укравтодора (по состоянию на 06.09.2021)

Новые редакции указателей нормативных документов по энергетике по состоянию на 01.07.2021

Для работы с текстом документа
(печать документа, поиск по тексту)
необходимо авторизоваться.

Сервис содержит 19332 бесплатных документов, которые доступны зарегистрированным пользователям. Регистрируйся бесплатно >>>

  • Информация о документе
  • Ссылки на документы
  • Ссылки из других документов
Наименование документаГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента
Дата начала действия01.01.1975
Дата принятия28.02.1974
Дата отмены действия01.12.2012
СтатусНедействующий
Новый документДСТУ Б В.2.7-261:2011
Вид документаГОСТ (Межгосударственный стандарт)
Шифр документа3476-74
РазработчикИнститут «УкрДІцемент»
Принявший органИнститут «УкрДІцемент»

В данном документе нет ссылок на другие нормативные документы.

Уважаемые Пользователи!

Поздравляем Вас с Новым 2021 Годом и Рождеством!

Пусть новогодние праздники будут яркими и запоминающимся, а Новый год Богатым только на Хорошие события!

Желаем Вам крепкого здоровья, позитивных эмоций и креативных идей! Пусть самые смелые мечты сбываются, а за ними открываются новые горизонты!

Спасибо, что Вы с нами!
До встречи в Новом 2021 году!

Команда БУДСТАНДАРТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Шлаки доменные и электротермофосфорные

гранулированные для производства цементов

Slags blast-furnage and electric-phosphoric

granulated for manufacturing of cement

Дата введения 1975-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

В.Л. Панкратов, И.А. Крыжановская руководители темы), Э.И. Киряева, Ю.Л. Свирская, Л.Х. Зильберман, В.П. Шелудько, Н.Е. Микиртумова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 28.02.74 № 30

3. ВЗАМЕН ГОСТ 3476-60

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ (НТД)

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1987 г.

Настоящий стандарт распространяется на гранулированные доменные шлаки алюмосиликатного расплава, получаемые при выплавке чугуна и обращаемые в мелкозернистое состояние путем быстрого их охлаждения, и электротермофосфорные шлаки силикатного расплава, получаемые при производстве фосфора методом возгонки в электропечах и обращаемые в мелкозернистое состояние путем быстрого их охлаждения на припечной гранулированной установке.

Доменные и электротермофосфорные гранулированные шлаки применяют в качестве компонента шихты при производстве цементов.

Стандарт не распространяется на шлаки ферросплавов и плавки титано-магнетитовых руд.

1.1. Гидравлические свойства доменного шлака оценивают при помощи коэффициента качества (К), который определяют по формулам:

при содержании окиси магния до 10%:

; (1)

Тонкомолотые гранулированные шлаки в производстве стройматериалов

На сегодняшний день, когда, цена цемента постоянно растет, повышаясь на 20-30% ежегодно, а объемы строительства в стране увеличиваются, экономия цементного вяжущего вновь становится актуальной, как и прежде.

Одним из самых эффективных материалов в части экономии цемента является тонкомолотый доменный гранулированный шлак. Данный материал достаточно хорошо изучен как активная минеральная добавка в цементы, кроме того, шлак является основным компонентом при получении шлакощелочных вяжущих и изделий на их основе. При его использовании параллельно решается экологическая проблема.

Шлак доменный — побочный продукт, образующийся при производстве чугуна.

Химический состав доменных шлаков зависит от вида и свойств железных руд, качества кокса, флюсов и вида выплавляемого чугуна. По содержанию окислов доменные шлаки близки к цементу, при этом их минералогический состав существенно отличается от минералогического состава портландцементного клинкера.

Гидравлической активностью обладают гранулированные шлаки (шлаки быстрого охлаждения).

Шлаки медленного охлаждения (шлаковые пески) обладают заметно меньшей гидравлической активностью, вследствие отличной от гранулированных шлаков кристаллической структуры. Поэтому данные материалы не представляют интереса в качестве активной минеральной добавки к цементам (таблица 1).

Активность тонкомолотых шлаков определялась на стандартных образцах — балочках 16х4х4 см, изготовленных из состава 1:3 (шлак : стандартный песок). Испытания проводились по ГОСТ 310.1?4. Результаты испытаний можно увидеть в таблице 1.

Таблица 1.

Исходные материалыО.К.В/ЦПрочность образцов-балочек, кгс/см 2
Шлак молотый (Липецк)
Sуд=3200 см 2 /г
Шлак молотый (Липецк)
Sуд=4500 см 2 /г
Шлак молотый (Старый Оскол) Sуд=6000 см 2 /гПесок стандартВодаТВО3сут7сут28сут
50015001901070,381215150
50015001951120,391548200
50015001901100,381315

Как видно из таблицы 1 наибольшей гидравлической активностью тонкомолотые шлаки обладают после ТВО. В ранние сроки твердения (при хранении в нормальных условиях) тонкомолотые шлаки без щелочных активаторов твердения обладают очень низкой гидравлической активностью. Шлаковый песок № 3 (Старый Оскол) практически не обладает гидравлической активностью даже после ТВО, поэтому для дальнейших исследований в качестве активной минеральной добавки и компонента ШЩВ он не представляет интереса. Наибольшей гидравлической активностью (154 кгс/см 2 ) обладает молотый граншлак № 2 с удельной поверхностью 4500 см 2 /г после ТВО.

Нормативной базой применения молотых шлаков в бетонах и растворах являются ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов» и ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент».

Практически доказано, что наиболее эффективно гранулированные доменные шлаки проявляют себя в качестве гидравлического компонента при тонине помола 3200-5000 см 2 /г.

Отдельный, все более возрастающий интерес представляют шлакощелочные вяжущие (ШЩВ) и бетоны на их основе.

ШЩВ получают путем затворения тонкомолотых гранулированных шлаков щелочными активаторами. Одними из самых эффективных и исследуемых, на сегодняшний день активаторов, являются растворы жидкого стекла и кальцинированной соды.

При использовании в качестве щелочного активатора шлака раствора соды кальцинированной плотностью 1,18 г/см 3 полученные результаты, отражены в таблице 2.

Таблица 2.

Исходные материалыО.К.В/ЦПрочность образцов-балочек, кгс/см 2
Шлак молотый Sуд=3200 см 2 /гШлак молотый Sуд=4500 см 2 /гР-р соды кальцини-рованной, плотностью 1,18г/см 3 , млПесок стандарт.ТВО3 сут.7 сут.28 сут.
50019015001150,382331014300
50020015001150,43521418400

При активации тонкомолотого гранулированного шлака раствором кальцинированной соды наилучший результат получился на шлаке с тониной помола 4500 см 2 /г. Прочность после ТВО составляет более 350 кгс/см 2 . По результатам этого испытания можно говорить о получении шлакощелочного вяжущего М 400 на основе тонкомолотого шлака и кальцинированной соды.

Шлакощелочные бетоны, предложенные проф. Глуховским в 1957 г., а в 70—х годах прошлого века получившие признание, как конкурентно способного материала по отношению к традиционным бетонам, тем не менее, требует дальнейшего серьезного изучения. В особенности требуют изучения такие свойства как: усадочные деформации, химическая стойкость, морозостойкость.

Для каждого вида бетонов и изделий на основе ШЩВ требуется отдельный подбор составов в зависимости от применяемых шлаков и щелочных активаторов с изучением вышеперечисленных свойств.

На основе шлакощелочных вяжущих возможно получение высокопрочных мелкозернистых бетонов (прочностью на сжатие от 30,0 до 80,0 МПа), которые могут найти успешное применение при производстве тротуарной плитки, стеновых блоков и других изделий.

Особый интерес тонкомолотые гранулированные шлаки могут представлять как материал, эффективно экономящий цемент в пенобетонах и газобетонах безавтоклавного твердения, полистиролбетоне, являющихся одними из перспективных конструкционно-теплоизоляционных материалов для малоэтажного строительства.

Строительная лаборатория ОАО «Тулаоргтехстрой» (аттестат аккредитации №РОСС. RU.0001.21 СЛ) более 10 лет занимается изучением, разработкой и внедрением составов и материалов, с использованием тонкомолотых гранулированных шлаков. За это время набран богатейший опыт по применению тонкомолотых шлаков в производстве различных строительных материалов.

В настоящее время работа ведется в тесном сотрудничестве с МП «ТЕХПРИБОР», что позволяет заказчику комплексно решать задачу от разработки составов и технологических регламентов на производство выбранных материалов и изделий, до поставки всего необходимого технологического оборудования.

Строительная лаборатория оснащена оборудованием, которое позволяет определять физико-механические свойства стройматериалов, имеет в своем составе высококвалифицированные кадры.

Кроме того, лаборатория ОАО «Тулаоргтехстрой»:

  1. Предлагает предприятиям стройиндустрии и строительным фирмам широкий спектр услуг по сертификации и испытаниям строительных материалов и изделий.
  2. Оказывает консультации по новейшим материалам строительной химии (добавки к бетонам и растворам, гидроизоляционные материалы, сухие смеси, полимерные материалы для промышленных полов, гидрофобизаторы, пропитки, клеи, герметики и многое другое), помощь в их подборе, техническое сопровождение при производстве строительных и отделочных работ.
  3. Производит подбор составов тяжелых и легких бетонов, растворов, более 10 лет занимаемся разработкой и внедрением составов сухих строительных смесей (клеи, шпатлевки, ремонтные и гидроизоляционные составы, самонивелирующиеся стяжки пола и т.д.). Накоплен богатейший опыт и рецептуры всех видов сухих смесей с использованием добавок ведущих зарубежных производителей.
  4. Осуществляет разработку технических условий на новые виды строительных материалов, с полным комплексом соответствующих испытаний.

Гудков А.Н. Руководитель строительной испытательной лаборатории ОАО «Тулаоргтехстрой»

Цемент со шлаком – особенности и применение

Цемент со шлаком – это вид «связующего», аналог общестроительного портландцемента обладающего специальными свойствами. Данное «вяжущее» изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент», и характеризуется наличием в своем составе тонко измельченных отходов металлургической промышленности – доменного или электротермофосфорного шлака.

  • Что такое шлакоцемент
  • Где применяют цемент со шлаком
  • Пропорции шлакоцемента для бетона
  • Особенности применения шлакоцемента

Что такое шлакоцемент

Гранулированный доменный шлак, образующийся в виде отхода при выплавке черного металла, обладает свойствами общестроительного портландцемента – в тонко измельченном виде проявляет активные вяжущие свойства при взаимодействии с водой и продуктами гидратации клинкерных минералов входящих в состав обычного портландцемента.

При этом наблюдаются: относительно низкая температура тепловыделения, повышенная стойкость конструкций к воздействию пресных и сульфатных вод, повышенная жаростойкость, а также повышенная морозостойкость при использовании технологии пропаривания ЖБИ, изготовленных из бетона на основе цемента с добавлением шлака.

Соответственно, цемент со шлаком – это вяжущее вещество широкого применения, изготавливаемое по технологии измельчения обычного цементного клинкера, с добавлением гранулированного шлака (20-80%,оптимальное количество 50%) и природного гипса (не более 5%).

Для чего в цемент добавляют шлак? Основная причина введения в состав «вяжущего» отходов металлургической промышленности, не пониженное тепловыделение или превышенная стойкость к воздействию воды. Дело в том, что бетонный раствор из шлака и цемента обладает низкой себестоимостью относительно бетонного раствора на основе обычного портландцемента при всех прочих равных условиях.

Например, отпускная цена 1 мешка портландцемента марки ПЦ400-Д20 массой 50 кг производства ОАО «СУХОЛОЖСКЦЕМЕНТ» составляет 274.69 руб. В то же время отпускная цена 50 кг мешка цемента со шлаком этого производителя марки ЦЕМ II/A-Ш 32,5 Н, обладающего аналогичными характеристиками по прочности, составляет 180 руб.

Решив простую пропорцию: 274,69х100/180-100=52,6% определяем процент экономии на покупке цемента со шлаком относительно портландцемента. Полагаю, что такой ответ на вопрос, зачем шлак в цементе не нуждается в дополнительных комментариях.

Экономическое обоснование относительно низкой цены шлакопортландцемента – отсутствие в себестоимости значительных затрат на добычу, предварительное измельчение и предварительную обработку части основных компонентов.

Где применяют цемент со шлаком

Сфера использования цемента этого вида аналогична сфере использования портландцемента:

  • Производство тяжелых бетонов классов прочности В15-В30.
  • Производство сухих строительных смесей.
  • Изготовление плит перекрытия, бетонных панелей, колонн, балок, ригелей и других несущих конструкций зданий и сооружений, в том числе предварительно напряженных.
  • Монолитное жилое и коммерческое возведение объектов.
  • Производство элементов благоустройства территорий: тротуарная плитка, бордюрные камни, брусчатка.
  • Все виды малоэтажного частного строительства: заливка: фундаментов, стен, плит перекрытия, стен и перекрытий погребов и т.п.

Пропорции шлакоцемента для бетона

Как уже было сказано, шлакопортландцемент, является относительно недорогим аналогом портландцемента, поэтому его пропорции для приготовления тяжелого бетона разных марок соответствуют пропорциям портландцемента марки ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400)или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500).

Конкретные пропорции компонентов, как правило, указаны на упаковке продукта. В общем случае чтобы получить тяжелый бетон самой популярной марки М200, пропорции компонентов следующие: 1 часть шлакоцемента, 1,5 части песка, 3 части щебня, 0,8 части воды.

Особенности применения шлакоцемента

Состав данного продукта определяет ряд особенностей применения, на которые следует обратить особое внимание:

  • Повышенное время схватывания и набора марочной прочности.
  • Небольшой гарантированный период хранения – 45 суток.
  • Необходимость в длительном тщательном уходе за конструкциями в жаркое время года – регулярном увлажнении и укрытии полиэтиленовой пленкой.
  • «Капризность» по отношению к перепадам температуры.
  • Ограниченное применение в условиях пониженной температуры окружающей среды.

В то же время, учитывая положительный баланс преимуществ и особенностей «вяжущего» этого вида можно утверждать что если стоит задача возведения здания при минимальных затратах на основные строительные материалы, шлакопортланцемент, является самым предпочтительным вариантом общестроительному портландцементу.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector