Материал: Доманская. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

15. Портландцемент

сырьевой смеси и получение клинкера; совместный помол клинкера и гипсового камня.

В зависимости от способа подготовки сырьевой смеси различают следующие способы производства портландцементного клинкера: мокрый (измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется при наличии воды), сухой (в сухом виде) и комбинированный (в полусухом виде). Способы выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойства, однородность и влажность сырья, наличие достаточной топливной базы и другие. Каждый способ производства имеет свои достоинства и недостатки.

При мокром способе производства сырьевые материалы измельчают без дополнительного высушивая, а сырьевую смесь смешивают и корректируют в виде сметанообразной массы (сырьевой шлам) с влажностью 32–45 %. Для мокрого способа производства цемента характерно использование мягкого глинистого и известнякового компонентов.

При измельчении глиноземистого и карбонатного сырьевых компонентов используют болтушки или мельницы самоизмельчения. Если применяемый известняк твердый, то его дробят в одну–две стадии в щековых дробилках, а затем направляют в сырьевую мельницу для совместного измельчения с другими компонентами. В мельнице происходит усреднение, гомогенизация и подбор соотношения компонентов, соответствующих требуемому химическому составу клинкера. Выходящий из мельниц сырьевой шлам насосами подают в расходный бак перед обжигом, откуда он впоследствии равномерно сливается в длинную вращающуюся печь со встроенными теплообменными устройствами.

После обжига во вращающейся печи клинкер охлаждают холодным воздухом в специальном холодильнике, после чего охлажденный клинкер отправляют на клинкерный склад, с ко-

129

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

торого по мере необходимости его транспортируют на совместный помол в цементных мельницах с гипсовым камнем, шлаком и необходимыми гидравлическими и другими добавками.

Готовый продукт — измельченный портландцемент из мельницы транспортируют на силосный склад (цементные вертикальные силосы), откуда его отгружают конечному потребителю в таре (бумажных мешках по 50 кг или полипропиленовых биг-бэгах по 1 тонне), в специальных железнодорожных вагонах либо в автоцементовозах.

При сухом способе производства портландцемента выбор параметров технологического оборудования также напрямую зависит от физических и химических свойств сырья (рис. 5), а укрупненная технологическая схема состоит из следующих операций:

Рис. 5. Принципиальная схема производства портландцемента [4]

130

15. Портландцемент

1. После раздельного крупного дробления известняк и глину сушат выходящими из печи газами до влажности не более 1 % и одновременно измельчают в сырьевой сепараторной мельнице до состояния муки. Также в сырьевую мельницу подают дозированно остальные компоненты смеси.

2. Готовую сырьевую муку с определенным требуемым химическим составом корректируют, гомогенизируют и хранят в специальных сырьевых силосах, причем в разных емкостях состав незначительно отличается по титру (содержанию СаСО3) для возможности регулирования технологического процесса обжига.

3. Из силосов сырьевая смесь поступает в систему многоступенчатых вертикально расположенных циклонных теплообменников, в которых за время пребывания 25–30 с происходит первичная высокотемпературная обработка, нагрев смеси отходящими из вращающейся печи газами до температуры более 1100 °C и протекание части химических реакций. После этого подготовленный материал поступает в короткую вращающуюся печь, где происходит его спекание при температуре до 1450 °C, и завершаются необходимые химические реакции. Дальнейшие операции (охлаждение и хранение клинкера, совместный помол с получением портландцемента) аналогичны мокрому способу.

При комбинированном способе производства сырьевую смесь получают по мокрому способу производства в виде шлама, который затем для экономии затрат тепла на обжиг клинкера подвергают обезвоживанию и грануляции и в таком виде обжигают в печах сухого способа производства. Особенности технологических операций и их последовательность при комбинированном способе следующие:

— сырьевой шлам на выходе из мельницы имеет влажность 35– 40 % и после корректировки поступает для обезвоживания до влажности 16–20 % в вакуум-фильтр или пресс-фильтр;

131

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

— на выходе «сухарь» смешивают с пылью из электрофильтров и дымовых газов печи для предотвращения слипания кусков «сухаря» и дополнительного снижения его влажности до 12–14 %;

— брикетированную смесь обжигают во вращающихся печах сухого способа производства;

— остальные производственные операции по изготовлению портландцемента аналогичны соответствующим операциям при других способах производства.

132

16. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ

Декоративные портландцементы — это белый и цветной портландцементы. Их применяют в архитектурно-отделочных работах. Белые и цветные портландцементы выпускаются двух марок: 400 и 500.

Для производства белого портландцемента по ГОСТ 965–89 используют чистые известняки, каолиновые глины, в результате чего получают клинкер белого цвета, который дополнительно отбеливают резким охлаждением после обжига. Помол производят фарфоровыми шарами в специально футерованных мельницах, исключающих попадание в цемент оксидов железа. Возможно добавление минеральных пластифицирующих (маркировка ПЛ) и гидрофобных добавок (маркировка ГФ), а также активных и инертных добавок не более 20 % (маркировка Д20), не снижающих белизну цемента. По степени белизны цементы разделяются на три сорта: 1, 2 и 3.

Цветнойпортландцементможет быть желтым, розовым, красным, коричневым, голубым, зеленым, черным. Его получают либо совместным помолом клинкера белого портландцемента со свето- и щелочестойкими добавками (суриком, ультрамарином и др.), либо по специальной технологии, по которой получение необходимого цвета достигается подбором исходного

133