Меню

Сульфатно шлаковый цемент гост

ГЛАВА 13. ШЛАКИ И ШЛАКОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Сульфатно-шлаковый цемент — гидравлическое вяжущее вещество, изготовляемое совместным помолом гранулированного доменного шлака и гипса или ангидрита с небольшими добавками щелочного возбудителя его твердения.

Толчком к производству сульфатно-шлакового цемента явилось предложение Кюля (1908 г.) об активизации вяжущих свойств доменных гранулированных шлаков с помощью гипса. В СССР большие исследования в. области сульфатной активизации шлаков проведены П. П. Будниковым с сотрудниками.

Обычно сульфатно-шлаковый цемент содержит 80— 85 % шлака, 10—15 % ангидрита или двуводного гипса, до 5 % портландцементного клинкера или 2 % извести.

Для изготовления сульфатно-шлакового цемента целесообразнее всего применять основные доменные шлаки с повышенным содержанием глинозема (в пределах 10—20%) и пониженным — закиси марганца (не более 3%), а также кислые шлаки с модулем основности не менее 0,8 и модулем активности не ниже 0,45 при содержании закиси марганца и глинозема соответственно не более 3,5 и 20 %

Активным сульфатным возбудителем шлака является ангидрит, полученный обжигом; менее активен гипс, поэтому гипсовый камень перед применением желательно обжигать при температуре 600—700 °С. Применение ангидрита повышает стабильность свойств сульфатно-шлакового цемента при более тонком измельчении и способствует длительной его сохранности.

Технология сульфатно-шлакового цемента включает: складирование сырьевых материалов — гранулированного шлака, гипса или ангидрита и клинкера или извести; подготовку сырья — дробление и сушку доменного шлака, дробление ангидрита или гипса, а иногда клинкера или извести; дозирование подготовленных сырьевых материалов; совместный помол всех компонентов сульфатно-шлакового цемента; складирование и отгрузку цемента.

Сульфатно-шлаковый цемент целесообразно измельчать до остатка 1—3 % на сите № 008, что способствует резкому увеличению его активности.

Как известно, введение в состав сульфатно-шлакового цемента избыточного количества извести и портландцемента вызывает неравномерные деформации при длительном твердении такого вяжущего. Это явление следует объяснить тем, что при повышенной концентрации Са(ОН)2 в водной среде твердеющего цемента (до 0,7— 0,8 г/л СаО и более) создаются предпосылки к переходу 3CaO-Al203-CaS04- 12H20 в эттрингит. Переход сопровождается значительным увеличением объема новообразований и разрушением цементного камня.

В последующем эттрингит может частично разлагаться, а твердение и рост прочности обусловливаются преимущественно образованием гидросиликатов и гидроалю-моснликатов кальция.

Истинная плотность этого вяжущего колеблется от 2,9 до 3,1 г/см3. ПЛОТНОСТЬ цемента в рыхлоиасышюм состоянии 900—1000, а в уплотненном 1500—1650 кг/м3.

Водопотребность сульфатно-шлакового цемента такая же, как и водопотребность шлакового портландцемента, и зависит, главным образом, от тонкости его измельчении. Однако в отличие от портландцемента и шлакового портландцемента сульфатно-шлаковый цемент связывает при гидратации значительно больше воды. Поэтому если при использовании портландцементов увеличение ВЩ сверх 0,3—0,4 приводит обычно к почти линейно выраженному падению прочности, то при сульфатно-шлаковом цементе максимальная прочность достигается лишь при J3/Z/ = 0,5. 0,6. Это свойство сульфатно-шлакового цемента позволяет изготовлять иа нем пластичный бетон без ущерба для его прочности. На сульфатно-шлаковом цементе не рекомендуют изготовлять бетонные смеси с В/Ц менее 0,5.

Сроки схватывания этого цемента находятся в пределах, установленных для других цементов: начало — не ранее 30 мин, конец — не позднее 10 ч.

Прочность на сжатие сульфатно-шлакового цемента, определяемая испытанием образцов из раствора жесткой консистенции состава 1 :3 (по массе), в возрасте 28 сут достигает 30—40 МПа. Сульфатно-шлаковый цемент наиболее интенсивно твердеет при 20—30°С. При низких положительных температурах окружающей среды (ниже 10 °С) рост прочности значительно замедляется, а иногда и прекращается. При температуре более 40 °С так же, как и при пропаривании при 60 °С и более или запаривании под давлением, сульфатно-шлаковый цемент приобретает невысокую прочность.

Читайте также:  Добавлять ли краску грунтовку

Сульфатно-шлаковый цемент отличается от портландцемента и шлакового портландцемента повышенной стойкостью против воздействия мягких и сульфатных вод. Имеются сведения о повышенной стойкости бетонов на этом цементе против действия молочной кислоты, льняного масла, водных растворов сульфатов магния и алюминия (при их концентрации до 2 %), а также сульфата аммония (до 0,5 %).

В бетонах на сульфатно-шлаковых цементах, не подвергающихся увлажнению, коррозия арматуры не развивается. При повышенной влажности арматура ржавеет.

Наибольший эффект дает применение сульфатно-шлакового цемента при возведении массивных бетонных и железобетонных подземных и подводных сооружений, особенно подверженных действию агрессивных (морской, сульфатных и др.) вод и выщелачиванию. При использовании его в наземных конструкциях, как указывалось, необходимо увлажнять бетоны и растворы на сульфатно-шлаковом цементе в течение 2—3 недель для предотвращения образования хрупкого и рассыпающегося поверхностного слоя.

Источник

Сульфатно-шлаковые цементы

Изготовление сульфатно-шлаковых вяжущих с применением доменных шлаков с повышенным содержанием глинозема. Операции технологического процесса получения шлакопортландцемента на заводах с полным производственным циклом. Экономические показатели работы цеха.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 26.11.2015
Размер файла 384,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Содержание

    Введение
  • 1. Номенклатура продукции
  • 2. Технологическая часть
    • 2.1 Выбор способа и технологической схемы производства
    • 2.2 Описание технологического процесса
    • 2.3 Режим работы цеха
    • 2.4 Расчёт производительности грузопотоков и определение расхода сырьевых материалов
    • 2.5 Расчёт основного технологического и транспортного оборудования
    • 2.6 Расход потребности в электроэнергии
    • 2.7 Контроль сырья, производства и готовой продукции
  • 3. Технико-экономические показатели
  • 4. Охрана труда
  • 5. Охрана окружающей среды
  • Библиографический список

Введение

Сульфатно-шлаковые цементы — это гидравлические вяжущие вещества, получаемые совместным тонким измельчением доменных шлаков и сульфатного возбудителя твердения (гипса или ангидрита) с небольшой добавкой щелочного активизатора (извести, портландцемента или обожженного доломита).

Широкое распространение из группы сульфатно-шлаковых получил гипсошлаковый цемент, содержащий 75 — 85% шлака, 10 — 15 двуводного гипса или ангидрита, до 2% оксида кальция или 5% портландцементного клинкера. Высокая активизация обеспечивается при использовании ангидрита, обожженного при температуре около 700°С, и высокоглиноземистых основных шлаков. По мере уменьшения основности шлаков целесообразно увеличение концентрации извести (от 0,2 г/л СаО для основных шлаков до 0,4 — 0,5 г/л для кислых).

Разновидностью этой группы цементов является также шлаковый бесклинкерный цемент, состоящий из 85 — 90% шлака, 5 — 8% ангидрита и 5 — 8% обожженного доломита. Степень обжига доломита зависит от основности шлаков. При использовании основных шлаков обжиг ведут при температуре 800 — 900 °С до частичного разложения СаС03, а кислых — при температуре 1000 — 1100 °С до полной диссоциации СаС03 ( 2.5).

Активность сульфатно-шлаковых цементов существенно зависит от тонкости измельчения. Высокая удельная поверхность вяжущих (4000 — 5000 см2/г) достигается с помощью мокрого помола. При высокой тонкости измельчения и рациональном составе прочность этих цементов не уступает прочности портландцемента. Однако недостатком сульфатно-шлаковых цементов является быстрое снижение активности при хранении.

1. Номенклатура продукции


Доменный шлак это неметаллический продукт, состоящий в основном из силикатов и алюминатов кальция, который получается вместе со сталью (чугуном) в доменной печи в виде расплава и затем охлаждается. При быстром охлаждении водой, паром или воздухом образуется гранулированный шлак, при медленном — комовой. Высокую гидравлическую активность доменный шлак приобретает при очень быстром охлаждении или грануляции водой. Медленно охлаждаемый шлак успевает до некоторой степени закристаллизоваться и гидравлические свойства его снижаются. Шлак, гранулированный небольшим количеством воды (так называемый шлак сухой грануляции), имеет незначительную активность. Сам по себе шлак, даже гранулированный, в обычных условиях при затворении водой мало активен и для его возбуждения требуется введение ускорителей. Однако при повышении температуры и давления активность шлака настолько возрастает, что его иногда следует применять с замедлителями сроков схватывания.

Доменные шлаки состоят, в основном, из СаО, А123, SiOa. Различают доменные шлаки основной плавки, с более высоким содержанием навести и меньшим-кремнезема, и шлаки кислые, с большим содержанием кремнезема и меньшим-извести.

Доменный шлак может применяться в качестве ускорителя только после усреднения, он не изменяет свойства стекла и не оказывает агрессивного действия на огнеупорную кладку печи. Они значительно различаются по своему составу и структуре, которые определяются типом технологического производственного процесса выплавки чугуна и способом охлаждения шлака.

Доменные шлаки, а также шлаки кислых мартеновских печей отличаются более сложным строением, чем основные. Это обусловлено образованием различных пространственных группировок из кремнекислородных и алюминийкислородных анионов. Изложенные представления о природе металлургических шлаков отражают их особенности как жидкостей, состоящих из более или менее простых ионов.

Плотность доменных шлаков в два с лишним раза меньше, чем чугуна, поэтому шлаки в горне домны располагаются над слоем расплавленного чугуна и их периодически удаляют через отдельную шлаковую летку. Небольшая часть шлака, захватываемая расплавленным чугуном, также периодически выпускается, но уже через чугунную летку. На 1 т выплавляемого чугуна приходится примерно 0,6 — 1 т шлака. Основные оксидные составляющие шлака те же, что и у портландцементного клинкера, но соотношения между ними другие.

Из-за разного состава железных руд и кокса состав шлаков металлургических заводов южных, центральных и восточных районов также различается. Доменные шлаки южной металлургии характеризуются низким содержанием глинозема (6 — 10%) и сравнительно высоким — сульфидной серы (до 3 — 4%) и оксида марганца (II), в особенности в шлаках мартеновского чугуна. В нашей стране впервые в мировой практике стали применять не только основной доменный шлак, у которого %CaO+%MgO.

Источник

Где применяют сульфатостойкий цемент

Соли серной кислоты (сульфаты), содержащиеся в грунте или воде, при контакте с бетоном вступают в реакцию с гидроксидом кальция и алюминатными составляющими цементного камня. Это вызывает постепенное разрушение конструкций. Интенсивность процесса зависит, прежде всего, от количества алюмосодержащих компонентов.

В производстве бетонных смесей, устойчивых к коррозии этого типа, в качестве вяжущего вещества используют специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).

Виды цемента

Главное отличие цементов, повышающих устойчивость бетона к воздействию солей серной кислоты — особый химический состав клинкера, идущего на их изготовление. Содержание трехкальциевого алюмината, оксидов магния и алюминия в нем понижено.

Классификация по составу

Сульфатостойкие цементы по составу относят к 4 типам:

  • ЦЕМ I — портландцемент;
  • ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
  • ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
  • ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).

В качестве дополнительных компонентов используют гранулированные доменные шлаки, пуццолану, их смеси с микрокремнеземом.

Классификация по прочности

По прочности на сжатие цементы разделяют на классы и 2 подкласса, сульфатостойкие выпускают только 4 видов.

Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие цементов, повышающих устойчивость бетона к сульфатной коррозии (МПа)

Класс Подкласс 2 сутки 7 сутки 28 сутки
32,5 Н 16 32,5
Б 10 32,5
42,5 Н 10 42,5
Б 20 42,5

Подклассы: Н — нормальнотвердеющий; Б — быстротвердеющий.

Маркировка сульфатостойкого цемента

Обозначение вида цемента наносят на боковую поверхность каждого мешка. Если материал расфасован в мягкие контейнеры, то используют несмываемую краску или вкладывают заполненную этикетку в специальный карман.

Цемент, упакованный в небольшие прозрачные пакеты, маркируют обычным способом или помещают этикетку между слоями полиэтилена. Если пакетов много и они уложены в общую тару, то надписи наносят и на нее, дополнительно указывая количество упаковок.

Маркировка цемента состоит из его наименования, типа, вида добавки, класса и подкласса прочности. Для материала с повышенной устойчивостью к воздействию солей серной кислоты в конце ставят СС — сульфатостойкий. Завершают маркировку обозначением стандарта, по которому изготовлен цемент.

Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/A-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013. Расшифровка: материал на основе портландцемента, с добавлением до 20% пуццоланы, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий, сульфатостойкий, характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 22266-2013.

Дополнительно могут быть отражены особые свойства материала, приобретенные за счет внесения специальных добавок или снижения содержания некоторых компонентов:

  • ПЛ — пластифицированный;
  • ГФ — гидрофобизированный;
  • НЩ — низкощелочной.

Указанные свойства могут дополнять друг друга — например: низкощелочной пластифицированный (НЩ ПЛ).

Сферы применения

Основное назначение бетона на сульфатостойком цементе — строительство подземных и подводных конструкций: фундаментов, опор мостов и других гидротехнических сооружений, свай, метрополитенов, бассейнов, колодцев и т. п. Подходящий тип вяжущего компонента смеси определяют с учетом дополнительных характеристики среды.

Таблица 2. Рекомендации по применению сульфатостойких цементов в средах, агрессивных по содержанию сульфатов

Особенности среды, в которой будет находиться конструкция Без особенностей Периодическое замораживание/оттаивание или увлажнение/высыхание Требуется пониженное тепловыделение
Портландцемент + + +

Необходим контроль тепловыделения

Смесь портландцемента со шлаками (от 20%) + Только 32,5Б и 42,5Н +
Смесь портландцемента с пуццоланой (до 20%) + Не рекомендуется, но допускается после испытаний и только 32,5Б и 42,5Н +

Строительные растворы на основе цементов СС не готовят.

Производители сульфатостойкого цемента в России

Перечень российских цементных заводов, выпускающих сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент (по состоянию на июль 2019 г):

  • Подольский;
  • Вольский — АО «ХайдельбергЦемент Волга», находится в Саратовской области;
  • Мордовцемент — входит в состав холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ груп»;
  • Красноярский;
  • Магнитогорский;
  • Новотроицкий — Оренбургская область;
  • Серебряковский — Волгоградская область;
  • Теплоозерский — г. Владивосток;
  • Тимлюйский — Бурятия;
  • Якутский.

Необходимо уточнять — производят ли это вид цемента на ближайшем к конкретной стройплощадке заводе.

Заключение

Сульфатостойкий цемент отличается от обычного химическим составом. Этот материал идет на изготовление бетона для строительства конструкций, которые будут постоянно подвергаться воздействию воды или грунта с высоким содержанием солей серной кислоты. Его применение замедляет развитие коррозии, продлевает срок эксплуатации сооружений.

Источник

Adblock
detector