И сырьевой смеси для его получения
Рациональный состав клинкера зависит от условий работы конкретного завода, состава обжигаемой смеси, вида топлива и т. д. Для получения в зоне спекания необходимого количества жидкой фазы сумму С3А + С4AF следует выдерживать в пределах 18-22% при содержании 5-8% С3А. В этом случае сумма С3S + С2S составит 75-78%, в том числе содержание С3S будет находиться в пределах 52-66%, а С2S - 14-24%.
Для удобства процентное содержание оксидов в сырьевой смеси или клинкере выражают в виде коэффициента насыщения (КН) и модулей (силикатного и глиноземного). Коэффициент насыщения представляет собой отношение количества СаО, остающегося после полного насыщения глинозема и оксида железа соответственно
до 3СаО · Al2O3 и 4CaO · Al2O3 · Fe2O3, к тому количеству оксида кальция, которое необходимо для полного насыщения кремнезема до 3СаО · SiO2, и имеет следующее выражение
.
Обычно эта величина находится в пределах 0,88-0,92.
Чем больше значение КН, тем труднее обжигается сырьевая смесь, поскольку в этом случае проблематичным является полное усвоение СаО кислотными оксидами. Цементы из клинкеров с высоким КН быстрее твердеют и имеют более высокую прочность, но водостойкость их ниже.
Силикатный (кремнеземный) модуль отражает отношение содержания в клинкере SiO2 к сумме оксидов алюминия и железа:
.
Для портландцемента общестроительного назначения оптимальная величина п = 2,2-2,6. Чем выше значение п, тем хуже обжигается сырьевая смесь из-за низкого содержания жидкой фазы. Цементы, изготовленные из таких клинкеров, медленно схватываются и твердеют, но со временем прочность их неуклонно возрастает и через длительные сроки оказывается весьма высокой. Кроме того, такие цементы придают бетонам на их основе высокую стойкость в минерализованных водах. В свою очередь, низкое значение силикатного модуля обуславливает легкоплавкость сырьевой смеси, агломерирование ее в крупные куски и образование на футеровке печи колец (приваров).
Глиноземный (алюминатный) модуль показывает отношение количества оксида алюминия к оксиду железа:
.
Оптимальное значение величины р на цементных заводах находится в пределах 0,9-2,0. При нижнем значении р значительная часть Al2O3 будет связана в виде С4AF. Такая сырьевая смесь образует относительно большое количество клинкерного расплава, в результате чего на футеровке в зоне спекания вращающейся печи будет хорошая обмазка, которая предотвращает огнеупор от истирания. Клинкер в этом случае приобретает способность к образованию больших комьев. Цементы на основе такого клинкера хотя и медленно схватываются и твердеют, но зато в поздние сроки демонстрируют высокую прочность. В случае же верхнего значения р клинкер отличается повышенным содержанием С3А, но малым количеством C4AF, что существенно осложняет обжиг. Помимо этого, такие цементы быстро схватываются и твердеют, но достигнутая в ранние сроки прочность в дальнейшем увеличивается незначительно.
При расчете состава клинкера обычно задают модульные характеристики и начинают вычисления с двухкомпонентной шихты. При этом определяют соотношение основных компонентов (карбонатного и глинистого) для получения заданного значения КН. Однако величина КН характеризует лишь отношение С3S / С2S и определяет суммарное содержание СаО в клинкере. Поэтому для установления необходимости введения третьего и четвертого компонентов рассчитывают модули п и р для двухкомпонентной шихты. При этом может быть 5 случаев, когда фактические значения силикатного модуля (пф) и глиноземного (рф) будут отличаться от заданных значений (пз) и (рз):
1. пф = пз, рф = рз. Это редко встречается, в этом случае сырьевая смесь будет двухкомпонентной.
2. пф > пз, рф > рз. Это наиболее распространенный на практике случай. Для приведения фактических значений модулей в сырьевую смесь необходимо ввести третий (железистый) компонент.
3. пф < пз, рф < рз. В этом случае необходимо повысить содержание SiO2 за счет песка и Al2O3 путем ввода в сырьевую смесь глиноземистого компонента.
4. пф > пз, рф > рз. Необходимо повысить содержание Al2O3 в сырьевой смеси.
5. пф < пз, рф < рз. Для приведения в соответствие фактические и заданные значения модулей необходимо повысить содержание SiO2 и Fe2O3 в сырьевой смеси.
В случае использования твердого топлива необходимо учитывать, кроме того, присадку золы на клинкер. Во вращающейся печи при сжигании пылеугольного топлива 30-80% золы садится на клинкер, снижая тем самым КН и п, поскольку она имеет следующий состав (мас. %): Al2O3 - 25-30; Fe2O3 - 15-20; СаО - 3-6, SiO2 – остальное.
Таким образом, зная КН и модули, можно не только рассчитать состав сырьевой смеси и клинкера, но и прогнозировать особенности технологического процесса и свойства цемента.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 1478;