В нижнем конце печи имеются форсунки, через них в печь подается пылевидное или газообразное топливо, при сгорании которого образуется длинный факел пламени.
Шлам непрерывно подается в верхнюю часть печи, откуда он постепенно опускается вниз, встречаясь с горячими газами. Несколько ниже из него выгорают органические примеси. Готовый клинкер в виде округлых зерен гранул размером менее 1 см поступает из печи в холодильник; тепло, которое отдается клинкером, используется на подогрев воздуха, поступающего в печь.
Из холодильника клинкер транспортируется в специально предназначенный для него склад, где выдерживается недели. В течение этого времени за счет влаги воздуха гасится оставшаяся в клинкере свободная окись кальция и происходит некоторое размягчение клинкера, облегчающее его измельчение.
Помол клинкера производится в трубных мельницах; крупные гранулы сначала пропускают через дробилку. Добавка гипса ускоряет также нарастание начальной прочности затвердевшего теста и уменьшает его усадку.
В качестве активных минеральных добавок ГОСТ применяют тонкоизмельченные горные породы, а также промышленные отходы, способные связываться со свободной известью и придавать ей свойство твердеть в воде. Естественные активные добавки - вулканические пеплы, туфы, трассы, пемза, диатомиты, трепелы, опоки; искусственные активные добавки - топливные золы и шлаки, доменные гранулированные шлаки, обожженные глины и др.
Тонкость помола цемента действующими стандартами не устанавливается. Принято, что суммарная поверхность навески цемента в 1 г составляет около см2; у некоторых цементов она может доходить до см2. Бесспорно одно: чем тоньше помол, тем выше активность цемента, его прочность и скорость гидратации.
Измельченный в вибромельницах клинкер подается в силосы для выдержки. Длительность выдержки определяется сроком, необходимым для окончательного гашения остатков свободной окиси кальция, Портландцемент считается готовым, когда при испытании покажет равномерное изменение объема и нормальные сроки схватывания. Чтобы продолжить рассмотрение портландцемента, следует коротко остановиться на явлении твердения цемента. Твердение цемента происходит в результате сложных физико-химических процессов.
Упрощенно его можно объяснить следующим образом. Твердение состоит из двух стадий. Первая стадия - схватывание. На этой стадии благодаря действию воды на частицы цемента происходит гидролиз разложение водой одних химических соединений и гидратация соединение с водой других.
Получающиеся при этом вещества находятся в студнеобразном состоянии, образуя так называемый гель. Цементное тесто постепенно густеет, теряет пластичность - оно, как говорят, схватывается. Скорость схватывания портландцемента, как и других цементов, зависит от температуры окружающей среды: с понижением температуры длительность схватывания увеличивается, а с повышением температуры сокращается.
При этой температуре начало схватывания портландцемента должно наступить не ранее чем через 45 мин. Вторая стадия - твердение характеризуется переходом геля в камневидное состояние. Этот переход является следствием кристаллизации возникших в цементе химических соединений, а также результатом карбонизации, т.
На второй стадии прочность затвердевшего теста нарастает. В первые дней этот процесс протекает очень быстро; затем увеличение прочности все больше замедляется и через 3 месяца оно становится очень малым. Однако полностью оно не прекращается. Опытами установлено, что нарастание прочности происходит даже через 30 лет дальше опыты не производились. Твердение цемента можно ускорить добавлением в раствор, где он применяется, хлористого кальция или соляной кислоты НС1.
Наивыгоднейшее количество определяют опытным путем отдельно для каждого вида цемента. Правильно подобранной добавкой можно увеличить прочность раствора в трехдневном возрасте почти в два раза. Соляную кислоту добавляют в виде процентного раствора. К портландцементу, как и к другим цементам, предъявляется обязательное требование - равномерно изменять свой объем при твердении. Проверяют это кипячением в воде и пропариванием лепешек из цементного теста в возрасте 24 часов.
ЧАСТЬ 1. Модификации водного и безводного сульфата кальция. Технология гипсовых вяжущих а- и Р-модификаций полугидрата сульфата кальция из природного сырья.
Обжиг гипса в варочных котлах. Гипсоварочный котел. Гипсовое вяжущее. Получение высокопрочного гипса варкой в окидких средах. Охрана труда и автоматизация производства на гипсовых заводах.
Схватывание и твердение полуводного гипса. Свойства гипсовых вяжущих и области их применения. Ангидритовые вяжущие. Ангидритовый цемент. Высокообжиговое ангидритовое вяжущее эстрих-гипс.
Гипсовые и ангидритовые вяжущие из побочных материалов химической промышленности.
ГЛАВА 2. Исходные материалы. Негашеная известь комовая. Известково-обжигательные печи. Гидратная известь пушонка и известковое тесто. Известковое тесто. Молотая негашеная известь. Охрана труда на известковых заводах.
Твердение воздушной извести. Свойства воздушной извести и области ее применения. ГЛАВА 3. Каустический магнезит. Затворители для каустического магнезита.
Магнезиальный цемент. Каустический доломит.
ЧАСТЬ 2. ГЛАВА 4. Гидравлическая известь. Свойства гидравлической извести. Свойства романцемента. ГЛАВА 5. Клинкер, его химический и минеральный состав. Алюмоферритная и алюминатная фаза промежуточного вещества в клинкере.
Характеристика клинкера. Классификация клинкеров и номенклатура портландцементов. ГЛАВА 6. Сырьевые материалы и топливо. Корректирующие добавки.
Производство портландцемента. Мокрый способ производства клинкера. Корректирование состава шлама. Обжиг сырьевой смеси. Способы повышения эффективности изготовления клинкера мокрым способом. Сухой способ производства клинкера. Подготовка сырья и его обжиг во вращающихся печах с теплообменниками, декарбонизаторами и кальцинаторами.
Обжиг в шахтных печах. Помол клинкера. Помольные установки и процессы измельчения. Хранение, упаковка и отправка цемента. Контроль производства цемента.
Охрана труда на цементных заводах. Повышение эффективности производства и качества продукции. ГЛАВА 7. Теория твердения портландцемента при его взаимодействии с водой. ГЛАВА 8. Седиментационные явления в тесте. Тепловыделение при взаимодействии цемента с водой. Набухание цементного теста.
Изменения в содержании твердой фазы цементного теста и камня при твердении. Контракция и пористость.
Структура цементного теста и камня. Формы связи воды в цементном тесте и камне. Щелочность жидкой фазы цементного камня и ее значение для защиты стали от коррозии.
ГЛАВА 9. Водопотребность и нормальная густота теста. Схватывание теста. Равномерность изменения объема. Активность и прочность портландцементов. Зависимость прочности цементов от их минерального состава, продолжительности твердения и дисперсности. Влияние температуры и добавок на скорость твердения портландцементов.
Усадка и набухание цементного камня при изменении его влажности. Стойкость цементного камня при переменном увлажнении и высушивании. Ползучесть цементного камня. ГЛАВА Химическая коррозия цементного камня. Агрессивное действие на цемент некоторых органических веществ и защита бетона. Физическая коррозия цементного камня. Жаростойкость и огнеупорность цементов. Быстротвердеющие портландцементы.
Портландцементы с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками. Сульфатостойкие портландцементы. Белый и цветные портландцементы.