Получение клинкера и портландцемента

1. Приготовление сырья ≈ 75% CaCO₃ (известняк) + ≈ 25% глины.

1.1. Мокрый способ

Сырьевую смесь измельчают в шаровых мельницах в присутствии большого количества воды (до 36…42% массы сухого вещества) и получают жидкотекучую массу, называемую шламом.

1.2. Сухой способ

Готовят сухой порошок смеси исходных материалов (сырьевую муку).

2. Обжиг сырьевой смеси;

Обжиг сырьевой смеси производят во вращающейся печи.

Основные процессы, происходящие при обжиге:

При температуре 100 ºС — удаление свободной воды;

при 475 ºС — разложение глинистого компонента на оксиды SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃;

при 900 ºС — разложение известняка CaCO₃ → CaO + CO₂ ↑;

при 1200 ºС — образование клинкерных минералов:

2CaO + SiO₂ → 2CaO ∙SiO₂ — C₂S двухкальциевый силикат;

3CaO + Al₂O₃ → 3CaO ∙Al₂O₃ — C₃A трёхкальциевый алюминат;

4CaO + Al₂O₃ + Fe₂O₃ → 4CaO ∙Al₂O₃ ∙Fe₂O₃ — C₄AF четырехкальцевый алюмоферрит;

При температуре обжига 1450 – 1500 ºС образуется основной клинкерный минерал трёхкальциевый силикат C₃S.

3. Резкое охлаждение клинкера с температуры ≈ 1500 ºС до 100…200 ºС.

4. Измельчение клинкера с добавлением гипса и активных минеральных добавок.

Химический состав клинкера ПЦ

Основные оксиды:

CaO — 62…67%;

SiO₂ — 19…24%;

Al₂O₃ — 6…8%;

Fe₂O₃ — 4…6%.

Все другие оксиды — вредные и их содержание ограничивают:

CaO_своб <1-3%; MgO < 5%; Na₂O+K₂O < 0,6%; 1< SO₃<3,5 (1,5…4,0) и др.