.
главная | статьи | карта | реклама

Безклинкерный цемент

КАТАЛОГ СТАТЕЙ
  • Архитектура и дизайн
  • Бетон, ЖБИ, кирпич, фасадные материалы
  • Все о вентиляции и кондиционировании
  • Все о инструментах
  • Все о отоплении и газоснабжении
  • Все о сантехнике и канализации
  • Все про электрооборудование
  • Двери входные и межкомнатные, перегородки
  • Кровельные материалы, водосток
  • Лакокрасочные материалы
  • Напольные покрытия
  • Окна, оконные блоки, остекление
  • Плитка, мрамор, гранит
  • Потолки
  • Стекло, поликарбонат, зеркала
  • Стеновые материалы
  • Строительные технологии и достижения техники
  • Строительство, ремонт, монтаж
  • Сухие смеси, сыпучие материалы
  • Тепло-, гидро-, звукоизоляция

  • ПОПУЛЯРНЫЕ СТАТЬИ В КАТЕГОРИИ
  • Декоративная штукатурка: сухая смесь или готовый продукт? (30)
  • Выбор штукатурки для отделки фасада (15)
  • Вяжущие материалы: глина, известь, цемент, гипс (12)
  • Промышленные полы (12)
  • Сухое строительство: обзор рынка сухих строительных смесей (12)
  • Безклинкерный цемент (9)
  • Технология штукатурных работ с гипсовой штукатуркой Rotband (9)

  • Обычные технологии производства цемента включают стадию получения клинкера – гранулированной консистенции начальных размолотых известняка и глины, прокаленной при температуре 1400 °С (портландцемент). Главными недочетами этой технологии выступают:

    • Высочайшая энергоемкость;
    • Высочайшая капиталоемкость;
    • Долгие сроки окупаемости;
    • Негативное влияние на окружающую среду (неэкологичность).

    Отчасти устранить либо уменьшить все нехорошие моменты, связанные с обычным действием производства цемента, призвана другая разработка производства так именуемого бесклинкерного цемента. При «холодном» методе производства стадия высокотемпературной прокалки клинкера, осуществляемая в дорогостоящих барабанных крутящихся печах и соответственно сопровождаемая огромным расходом горючего, исключается из технологического процесса. Это дозволяет многократно уменьшить потребление энергоносителей и на порядок уменьшить капитальные издержки. Таковым образом, бесклинкерная разработка производства цемента даже на малотоннажных установках обеспечивает трёхкратное понижение его себестоимости.

    Бесклинкерный цемент – шлако-щелочный цемент, который может употребляться в тех же сферах внедрения, что и обычный цемент. Физико-химические характеристики шлако-щелочного цемента подобны свойствам обычного цемента. А строительный раствор и бетон из такового цемента различаются высочайшей износостойкостью даже в брутальной среде, таковой как морская вода, также владеет низкой температурой гидратации.

    База шлако-щелочного цемента - шлак. Получить его может быть 2-мя методами:

    1) Главные составляющие – Al2O3, SiO2, CaO – смешиваются в пропорции, которая дозволяет получить лучший состав консистенции для получения качественного шлака опосля расплава компонентов. В качестве сырья на выбор могут быть применены:

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

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

    1) Создание цемента на базе специального гидравлического шлака

    Процесс производства бесклинкерного цемента на базе специального гидравлического шлака состоит из 3-х шагов, которые различаются от шагов производства обычного портландцемента: плавление, остывание 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 подготовительного нагрева, использующее отработанное тепло плавильной печи. Плавильная печь припоминает стекловаренную печь, но при производстве цемента нагрев печи осуществляется за счет угля, пылевидного горючего, обычного горючего либо газа. Температура плавления – около 1450°C.

    Остывание расплава и помол

    На выходе из плавильной печи расплав охлаждается и подвергается грануляции. Данная система грануляции с водяным остыванием разрешают обеспечить высшую реактивность шлака. Охлаждающая вода подается под огромным давлением, что дозволяет обеспечить скорое остывание водянистой стекломассы и высочайшее содержание стекла в шлаке. На выходе из охлаждающей системы мы получаем слегка теплый и фактически сухой шлак, готовый к использованию.

    Скорое остывание расплава дозволяет получить шлак с чрезвычайно высочайшей возможной реакционной способностью. Гранулят может храниться в течение долгого периода времени без утраты этого характеристики.

    Охлажденный гранулированный шлак нужно измельчить. Опосля измельчения до порошкообразного состояния шлак готов к реакции при содействии с водой.

    Изготовка цемента

    Для производства готового к использованию цемента смешиваются три компонента:

    • высушенный и гранулированный шлак
    • порошкообразный доп материал
    • маленькое количество активизатора

    Составляющие дозируются и смешиваются в подходящих пропорциях для получения цемента хотимого свойства.

    В качестве доп материала может употребляться:

    • зольная пыль, вулканический пепел, пуццолана
    • песок, глина содержащая песок либо известь содержащая песок
    • доменные шлаки

    Активизатор добавляется в маленьких количествах (от 2 до 5% от массы консистенции). Количество и тип активизатора зависит от того, какую марку цемента вы желаете получить. Различное дозирование и выбор смешиваемых компонентов дозволяет создавать огромное количество разных марок цемента на базе одних и тех же базисных компонентов.

    В связи с высочайшей реакционной способностью приготовленного шлака , нужны добавки, сдерживающие реакцию, эти, как зольная пыль либо другое химически инертной вещество.

    Голландская компания ASCEM BV разработала рецептуру, при которой консистенция перемеленного шлака и инертного вещества - золы – составляет 50/50.

    Выше были приведены этапы производства цемента, соответствующие только для производства шлакового цемента. Другие этапы идентичные с шагами производства обычного портландцемента:

    • Разработка месторождений сырья, подготовка сырьевых материалов, дробление, помол и хранение разных сырьевых компонентов перед шагами подготовительного нагрева и плавления.
    • Смешивание разных компонентов перед шагами подготовительного нагрева и плавления.
    • Упаковка цемента в мешки и отгрузка на склад опосля шага смешивания шлаков, доп материалов и активизатора.

    Схема производства бесклинкерного цемента на базе специального гидравлического шлака


    Источник: по данным компании ASCEM BV

    Приобретенный таковым методом цемент владеет чрезвычайно низкой температурой гидратации при производстве бетона, в связи с сиим он может употребляться в производстве монолитного бетона, укладываемого в огромные массивы. Иным принципиальным свойством бетона служит его высочайшая коррозиестойкость в брутальной среде, таковой как морская вода либо сточные воды.

    Ниже приведена сравнительная таблица параметров бесклинкерного цемента и обычного портландцемента.

    Сравнительная черта параметров бесклинкерного цемента и обычного портландцемента.

    Физико-химические характеристики цемента/строительного раствора Обыденный цемент, сопоставимый со качествами портландцемента Измененный
    удобоукладываемость 0 ++
    температура гидратации ++ +
    крепкость при сжатии в возрасте 1 день ++ +
    крепкость при сжатии в возрасте 28 дней 0 ++
    устойчивость к проникновению воды 0 +
    устойчивость к действию CO2 0 +
    коррозиестойкость 0 0
    сульфатостойкость ++ +++
    устойчивость к действию серной кислоты + ++
    устойчивость к действию хлора + +

    0 идиентично
    + незначительно превосходит
    ++ превосходит
    +++ намного превосходит

    Источник: по данным компании ASCEM BV

    Кроме больших потребительских черт создание бесклинкерным методом оказывает наименьшее действие на окружающую среду по сопоставлению с традиционными способами производства цемента.

    При производстве цемента обычным методом сырье традиционно добывается из земли в огромных количествах и трансформируется в цементирующий материал через обжиг, спекание либо плавление и помол. Данные процессы являются очень энергоемкими и оказывают негативное влияние на окружающую среду.

    Кроме добычи сырья выброс в атмосферу отработанных газов и загрязнение атмосферы пылью тоже негативно сказываются на состоянии окружающей среды. Хотя создание бесклинкерного цемента не свободно от выделения в атмосферу газов и пыли, оно все таки служит наиболее экологически незапятнанным по сопоставлению с созданием обычного портландцемента.

    Тоже в производстве бесклинкерного цемента употребляется вторичное сырье, такое как зольная пыль, что дозволяет экономить природные ресурсы планетки.

    Сравнительная черта параметров бесклинкерного цемента и обычного портландцемента

    Потребление сырья (кг) на тонну производимого цемента
      ASCEM Портландцемент
    Известняк 400 1200
    Глина 50 200
    Гипс 0 50
    Зольная пыль 650 100
    Активизатор 100 0
    Всего 1200 1550
    Потребление энергии
      ASCEM Портландцемент
    Первичное потребление энергии (гигаДжоуль) 1,7 3,2
    Электричество(кВт/ч) 180 100
    Общее потребление энергии 2,4 3,6
    Выбросы газов и пыли в атмосферу
      ASCEM Portland Cement
    CO2 (мг/Нм2) 175 528
    No2 (мг/Нм2) 200 - 300 600 - 2200
    SO2 (мг/Нм2) 35 35
    Пыль(мг/Нм2) <50 <50

    Источник: по данным компании ASCEM BV

    Стоимость производства описанного бесклинкерного цемента складывается из числа тех же частей, что и стоимость производства обычного цемента. Размер инвестиций в создание такового цемента не намного различается от размера инвестиций в создание обычного цемента (из расчета суммы инвестиций на тонну производимого цемента), но создание бесклинкерного цемента быть может доходно даже на заводах с маленькими мощностями, таковыми как 120000 - 350000 тонн в год. Это дозволяет основать создание цемента даже в тех регионах, где уже находятся изготовители обычного цемента. Потенциальные изготовители шлакового цемента могут занять место на рынке меж маленькими изготовителями обычного цемента(30.000-80.000 т/г) и большими изготовителями (начиная с 700.000 т/г).

    Не считая того, для производства бесклинкерного цемента на базе специального шлака подступает наиболее широкий ассортимент первичного и повторного сырья, чем для производства обычного цемента, таковым образом, изготовитель может выбрать наиболее доступное сырье для производства.

    2) Создание цемента на базе доменного шлака

    Иная разработка производства бесклинкерного цемента представляет собой процесс переработки металлургических шлаков и получения гидравлических вяжущих схожих цементам марок М300 либо М400.

    В течение первой половины 20 века было установлено, что доменные шлаки могут быть активизированы, ежели они владеют подабающим хим составом и содержанием стекла. В данном случае шлак приобретает потенциальные гидравлические характеристики: он может реагировать с портландцементом при добавлении воды, действуя как шлакопортландцемент. Иной установленной чертой доменного шлака была его способность вступать в реакцию с солями щелочных металлов. В данном случае шлак активируется и может реагировать особенным образом. Главные этапы производства содержали в себе: помол доменного шлака до порошкообразного состояния и добавление щелочной субстанции.

    Пробы произвести и применять щелочно активированный шлаковый цемент предпринимаются в течение уже 80 лет. Со времени первых разработок, Пурдон цемент (Purdon cement), приобретенный в итоге сырого помола шлаков и щелочных солей, процесс Трифа (Trief process) стали достаточно известными, продажа в промышленных масштабах этого вида цемента проводилась в Польше, Украине и Скандинавии. Данный цемент в главном применялся в производстве бетонных блоков с применением завышенных температур при выдерживании бетона.

    Почти всегда, базисным сырьем при производстве шлакового цемента являлся доменный шлак, а активизация проводилась с помощью щелочных солей. С самого начала производства в промышленных масштабах бетона с внедрением этого вида цемента было подтверждено высочайшее качество получаемого конечного продукта. В конце 20 века достойные внимания исследования и разработки проводились Дейей, Малолепсзи (Польша), Глухковским (Украина), Нанкинским институтом хим технологии.

    В общем виде процесс получения цемента на базе доменного шлака состоит из пары непрерывных, связанных меж собой стадий

    • дозирование сырья: подача сырья со склада и составление в требуемых пропорциях шихты - консистенции шлака, минеральных добавок и хим активатора;
    • сушка приготовленной шихты – нужна для обеспечивания её следующего узкого помола; делается в барабанной сушилке;
    • размол шихты: на данной стадии осуществляется узкий помол шихты, её полная гомогенизация и формирование параметров цемента; процесс делается в шаровой мельнице;
    • затаривание и отгрузка готового цемента.

    Главным сырьём для предлагаемого производства являются доменные шлаки.

    Доменные гранулированные шлаки – отход металлургического производства, получаемый при грануляции металлургического шлака и надлежащие запросам ГОСТ 3476-74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента. Технические условия».

    Южноамериканское общество по испытанию материалов (ASTM C125) описывает доменный шлак как «неметаллический продукт, состоящий в главном из силикатов и алюминатов кальция, приобретенный совместно с чугуном в доменной печи в виде расплава».

    При производстве чугуна в доменную печь загружают металлическую руду, флюсовый камень (известняк и/либо доломит) и кокс. Получаемая на выходе из печи продукция - расплавленный чугун и шлак. Шлак состоит в главном из кварца и оксидов алюминия (от стальной руды) и оксидов кальция и магния (от флюсового камня). Из печи шлак выходит в расплавленном состоянии, при этом температура расплава может превосходить 1480°C (2700°F). Существует четыре главных метода обработки расплавленного шлака: остывание воздухом, скорое остывание прохладной водой (вспучивание шлака), дробление и помол. При каждом из данных способов обработки выходит неповторимый шлаковый материал, владеющий различительными качествами.

    Главные составляющие доменного шлака - кварц, оксиды алюминия, кальция и магния, на которые приходится 95% всего состава шлака. Другие 15% - марганец, соединения железа и серы и следовое количество остальных частей. Но, следует отметить, что главные оксиды, входящие в состав шлака не встречаются в вольной форме. В доменном шлаке, охлажденном воздухом, оксиды объединяются в разные силикаты и алюмосиликатные минералы, эти как мелилит, мервинит, волластонит и др., которые тоже есть в виде природных пород. В дробленом и молотом шлаках, данные части находятся в виде стекла. Хим состав шлаков варьируется в чрезвычайно узеньких пределах, так как все сырье, загружаемое в доменную печь, чрезвычайно кропотливо отбирается и смешивается.

    Обычный хим состав доменного шлака

    кварц(SiO2) 32-42% сера (S)* 1-2%
    оксид алюминия(A12O3) 7-16% оксид железа (Fe203) 1-1,5%
    оксид кальция (CaO) 32-45% оксид марганца (MnO) 0,2-1%
    окись магния (MgO) 5-15%  

    * в главном в виде сульфида кальция

    Источник: National Slag Association

    Металлургические шлаки скапливаются на предприятиях Кузбасса и Урала и исчисляются десятками миллионов тонн. Применяемые в производстве минеральные добавки и хим активаторы тоже являются отходами производства. Они образуются на почти всех российских предприятиях, и эти компании расходуют ощутимые средства на их утилизацию. Таковым образом, имеется широкий круг других источников сырья для предлагаемого в плане производства.

    Принципиальная технологическая схема производства бесклинкерных цементов на базе доменных шлаков


    Источник: по данным компании Крона-СМ

    К преимуществам технологии производства цемента на базе металлургического шлака относятся:

    1. Простота, экономичность технологического процесса и используемого оборудования;
    2. Внедрение в качестве сырья промышленных отходов (дешевизна, устранение загрязнений окружающей среды);
    3. Пониженные энергозатраты и удельные финансовложения.
    4. Маленькая мощность производства дозволяет уменьшить срок меж созданием и внедрением цемента, устраняя тем его дезактивацию (нормативный срок хранения свежайшего портландцемента – 3 месяца);
    5. Возможность выпуска цементов с завышенной скоростью твердения (согласно запросам Клиентов);
    6. Возможность производства широкой палитры цветных цементов с незначимым повышением себестоимости продукции.
    7. Упругость производства, возможность скорого перехода к выпуску остальных видов и марок цементов.

    Статья предоставлена Академией Конъюнктуры Промышленных Рынков


    .


    Rambler's Top100



    Copyright © 2009г.
    Строимся.ру - ремонт своими руками! При использовании материалов - ссылка обязательна. Адрес для контакта и предложений: админ@stroimsia.ру