Получение цементного клинкера

Исходные сырьевые материалы в соответствующих расчету пропорциях измельчаются в лабораторной мельнице и тщательно перемешиваются. Готовую сырьевую смесь увлажняют до 5-7%, после чего под давлением 20-30 МПа прессуют образцы-цилиндры диаметром и высотой 2 см. Образцы-цилиндры высушивают в сушильном шкафу при 120°С в течение 2-3 ч, затем обжигают в печи при температуре 1100-1500°С. После обжига образцы охлаждают до комнатной температуры. Состав сырьевой смеси и степень ее измельчения, режим обжига (температура, продолжительность и кратность обжига) и охлаждения указываются преподавателем.

Контроль качества обжига клинкера, как правило, осуществляется путем определения содержания свободного оксида кальция.

Определение свободного оксида кальция этилово-глицератным методом. Этилово-глицератный метод основан на взаимодействии несвязанной извести клинкера с глицерином в спиртовом растворе с образованием глицерата кальция.

СН₂ - ОН СН₂ - О

СаО + СН - ОН ® СН - ОН Са + Н₂О

СН₂ - ОН СН₂ - О

Затем глицерат кальция титруют спиртовым раствором бензойной кислоты или уксуснокислого аммония по реакции:

СН₂ - О СН₂ - ОН

СН - ОН Са + 2С₆Н₅СООН ® СН - ОН + Са (С₆Н₅СОО)₂

СН₂ - О СН₂ - ОН

СН₂ - О СН₂ - ОН

СН - ОН Са + 2СН₃СООNН₄ ® СН - ОН + Са (СН₃СОО)₂ + 2NH₃

СН₂ - О СН₂ - ОН

Из всех качественных методов определения свободного оксида кальция этилово-глицератный метод наиболее надежный.

Для определения СаО_св пробу клинкера массой 3-5 г дробят в фарфоровой ступке, затем помещают ее в агатовую ступку и растирают до полного прохождения через сито № 008. Навеску не более 0,5 г измельченного порошка отвешивают на аналитических весах с точностью 0,0002 г, высыпают в коническую колбу емкостью 250 мл, добавляют 30 мл спиртоглицеринового раствора и несколько капель спиртового раствора фенолфталеина. Содержимое колбы перемешивают, присоединяют к колбе обратный холодильник, устанавливают ее на электрическую плитку и кипятят в течение 10 мин. Скорость появления розового окрашивания раствора зависит от количества содержащегося свободного оксида кальция. Если после получасового непрерывного кипячения окраска не появилась, можно считать, что СаО_св отсутствует. При появлении розового окрашивания кипящую жидкость примерно через каждые 10 мин кипячения титруют раствором бензойной кислоты или уксуснокислого аммония до исчезновения розового окрашивания. Нагревание и титрование повторяют до тех пор, пока не прекратится появление розового окрашивания после 15-20 мин кипячения. Тогда титрование можно считать законченным.

Содержание свободной СаО в процентах рассчитывают по формуле

,

где V - количество раствора бензойной кислоты или уксуснокислого аммония, пошедшее на титрование, мл; Т_СаО - количество СаО, соответствующее 1 мл 0,1 н раствора бензойной кислоты или уксуснокислого аммония, г (Т_СаО = 0,0028); m - масса навески клинкера, г.

Определение свободного оксида кальция сахаратным методом. Наиболее простым является сахаратный метод определения свободного оксида кальция в клинкере. Он применяется при высоком содержании свободного оксида кальция, т. е. в том случае, когда другие методы требуют весьма длительного времени определения. Однако следует отметить, что сахаратный метод по сравнению с вышеизложенным менее точен.

Навеску не более 0,25 г тонкоизмельченного (проход через сито № 008) клинкера помещают в коническую колбу емкостью 250 мл и обрабатывают 50 мл 10%-ным раствором сахара. Содержимое колбы перемешивают, после чего производят титрование 1 н раствором кислоты в присутствии фенолфталеина.

Содержание свободного СаО в процентах определяют по формуле:

,

где V - количество раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование, мл; k - поправка к титру 1 н HCl; 0,02804 - количество оксида кальция, соответствующее 1 мл точно 1 н раствора соляной кислоты, г; m - масса навески клинкера, г.