Производство бетона и цемента

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Аналитический обзор

2. Расчет состава сырьевой смеси

Заключение

Список используемой литературы

1. Аналитический обзор

Сульфатостойкий портландцемент производят путем совместного тонкого помола портландцементного клинкера, гипса. Выпускают сульфатостойкий портландцемент без добавок и с минеральными добавками - гранулированне доменные и электротермофосфорные шлаки (10 - 20 %), активные добавки из осадочных пород, кроме глиежей (5 - 10 %). Марка цемента без добавок - 400, с добавками - 400, 500. Применяют его для гидротехнических сооружений в условиях сульфатной агрессии.

Сульфатостойкий портландцемент является разновидностью обычного портландцемента и отличается от последнего в основном тем, что обнаруживает повышенную стойкость к сульфатной агрессии в условиях систематического попеременного замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания. Получают этот цемент путем совместного помола клинкера нормированного состава и гипса.

Химический и минералогический состав клинкера, используемого в производстве сульфатостойкого портландцемента, должен удовлетворять следующим требованиям:

расчетное содержание трехкальциевого силиката - не более 50%;

расчетное содержание трехкальциевого алюмината - не более 5%;

величина глиноземного модуля - не менее 0,7.

Расчетное содержание в клинкере суммы C3A+C4AF, не должно превышать 22%. Необходимость получения клинкера нормированного химико-минералогического состава предопределяет требования, предъявляемые к сырью.

По прочностным показателям этот цемент подразделяют на три марки: 400, 500 и 600. В связи с умеренным содержанием в клинкере трехкальциевого силиката и малым содержанием трехкальциевого алюмината сульфатостойкий портландцемент отличается от обычного портладцемента пониженным тепловыделением. Присущие сульфатостойкому портландцементу свойства обусловливают и возможности его практического использования. Наиболее целесообразно применять этот цемент для бетонных и железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, гидротехнических сооружений, подвергающихся сульфатной агрессии на переменном уровне горизонта воды, а также для изготовления свай, сооружения опор мостов, молов, предназначенных для службы в минерализованных водах.

Допускается применение сульфатостойкого портландцемента для подводных частей морских и океанских сооружений, однако для этих целей более экономичным является использование сульфатостойкого пуццоланового портландцемента. Поскольку в сульфатостойком портландцементе активные тепловыделяющие минералы (C3S и С 3А) содержатся в меньшем количестве, его в отдельных случаях можно применять вместо портландцемента с умеренной экзотермией в наружных зонах массивных гидротехнических сооружений.

2. Расчет состава сырьевой смеси

Исходные данные.

В качестве сырьевых компонентов для производства сульфатостойкого шлакопортландцемента, приняты следующие материалы с влажностью: известняк - 2,23%; глина - 19,94 %; огарки - 9,88 %.

Химический состав исходных материалов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Коэффициент насыщения КН = 0,9

Силикатный модуль n = 2,5

Глинозёмистый модуль p = 1,1

Расчёт

Расчёт производим по коэффициенту насыщения КН и силикатному модулю n. Задаёмся следующим соотношением компонентов: известняк: глина: огарки = x : y : 1.

1. Выполняем перерасчёт химического состава сырьевых компонентов на сумму, равную 100%. В нашем случае коэффициенты k оказались следующими: k1=100/100,04 = 0,999; k2=100/96,85 =1,032; k3 = 100/91,7= 1,091;

Химический состав сырьевых компонентов в пересчёте на 100% представлен в таблице 2.

Таблица 2

2. Определяем долю каждого компонента. Для этого вычисляем значения коэффициентов а 1, а 2, в 1, в 2, с 1 и с 2 по формулам (11) и значения х и у по формулам (13) и (14):

Формула 11:

а 1 = C1-2,8 S1 * KH -1,65 A1 -0.35 F1

а 2 = S1-n* A1 - n* F1

в 1 = C2-2,8 S2 * KH -1,65 A2 -0.35 F2

в 2 = S2-n* A2 - n* F2

с 1 = 2,8 S3 * KH +1,65 A1 +0.35 F1- C3

с 2 = n *A3 + n* F3 - S3

а 1 = 49,26-2,8*7,97*0,9-1,65*1,64-0,35*0,66=26,239;

а 2 = 7,97-2,5*1,64-2,5*0,66=2,22;

в 1 = 4,68-2,8*62,29*0,9-1,65*15,63-0,35*6,63=-180,401;

в 2 = 62,29-2,5*15,63-2,5*6,63=6,64;

с 1 = 2,8*9,62*0,9+1,65*2,87+0,35*64,30-5,32=46,163;

с 2 = 2,5*2,87+2,5*64,30-9,62=158,305;

Формула 13, 14:

х= у=

х===50,2245;

у===7,0492;

Долю каждого компонента рассчитываем по формулам (15)-(17):

Формулы 15-17: 1-й компонент = * 100 %

2-й компонент = * 100 %

3-й компонент = * 100 %

1-й компонент = * 100 = 86,19;

2-й компонент = * 100 = 12,10;

3-й компонент = * 100 = 1,72;

3. Определяем химический состав сырьевой смеси по формулам (8) и рассчитываем химический состав клинкера с пересчётом на прокаленное вещество. При этом коэффициент k определяем по формуле (18).

Расчёт проводят в предположении, что на х масс.ч. известняка (компонент 1) и на у масс.ч. глины (компонент 2) приходится 1 масс.ч. корректирующей добавки (компонент 3). Тогда для расчёта содержания оксидов в сырьевой смеси применяют следующие формулы:

Формула 8: C0= ; S0=;

A0=; F0=;

C0 = == 43,113;

S0 = = = 14,569;

A0 = = = 3,353;

F0 = = = 2,474;

Mg0 = = = 1,035;

SO3 = = = 0,150.

(П.п.п)0=100-

Состав клинкера определяют путём пересчёта состава сырьевой смеси на прокаленное вещество. Для удобства вычисления рекомендуется количество каждого оксида состава сырьевой смеси умножить на коэффициент k. портландцемент гипс клинкер

Формула 18:

k=; k==1,555

Результаты расчёта химического состава сырьевой смеси и клинкера предоставлены в таблице 3.

Таблица 3

4. Вычисляем коэффициенты насыщения и модули:

КН = = = 0,9;

п = = 2,5;

р = = 1,1.

Полученные значения коэффициента насыщения и силикатного модуля показывают, что расчёт сырьевой смеси произведён правильно.

5. Минералогический состав клинкера (%) рассчитываем по формулам (31).

Формула 31: C3S = 4,07 C-(7,6 S + 6,7A + 1,42 F)

C2S = 8.6 S + 5,07 A+1,07 F - 3,07 C

C3A=2,65 A - 1,7 F

C4AF = 3,04 F

C3S = 4,07*43,11-(7,6*14,57+ 6,7*3,35 + 1,42*2,47) = 60,042

C2S = 8,6*14,57+ 5,07*3,35+1,07*2,47 - 3,07*43,11 = 15,582

C3A=2,65*3,35- 1,7*2,47 = 11,678

C4AF = 3,04*2,47 = 5,509

6. Вычислим индекс обжигаемости сырьевой смеси. ИО - модуль, предложенный для характеристики спекаемости сырьевой смеси.

Формула 4 : ИО = = = 2,88;

Индекс обжигаемости должен находится в пределах 2,5-3,0. Индекс обживаемости также косвенно связан с размалываемостью клинкера (смеси с низким значением ИО дают трудноразмалываемый клинкер).

7. Определяем расход сырьевых материалов на 1 тонну клинкера по формулам (37). В соответствии с долей каждого компонента рассчитываем состав 1 тонны сухих материалов:

Формула 37:

m2= ; m3= ; m4= ;

Известняк - 861,9 т.;

Глина - 121 т.;

Огарки - 17,1 т.;

Итого: 1000 т.

Расход сухих компонентов на 1 т. клинкера:

Известняк = = 1332,56 т.

Глина = = 187,075 т.

Огарки = = 26,438 т.

Расход сухих компонентов с учётом безвозвратного (2%) пылеуноса печей:

Известняк = = 1359,755 т.

Глина = = 190,893 т.

Огарки = 26,977 т.

Расход сухих компонентов с учётом безвозвратного пылеуноса печей и естественной влажности:

Известняк = = 1390,769 т.

Глина = = 238,437 т.

Огарки = 29,934 т.

Всего на 1 тонну клинкера расход материалов составляет 1659,14 тонн.

Заключение

Подведя итог расчёта трёхкомпонентной сырьевой смеси, можно сделать заключение по нескольким пунктам получаемого клинкера.

ИО - индекс обжигаемости сырьевой смеси равен = 2,88, это значение не является минимальным. ИО также косвенно связан с размалываемостью, отсюда следует, что получаемый клинкер, не будет трудноразмалываемым.

О правильности данного расчёта можно судить и по полученным значениям коэффициента насыщения и силикатного модуля. Заданные изначально и получившиеся в результате пересчёта одинаковые значения показывают, что расчёт сырьевой смеси произведён правильно.

Также можно отметить основные критерии использования и плюсы данного цемента. Наиболее целесообразно применять этот цемент для бетонных и железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, гидротехнических сооружений, подвергающихся сульфатной агрессии на переменном уровне горизонта воды, а также для изготовления свай, сооружения опор мостов, молов, предназначенных для службы в минерализованных водах.

Список используемой литературы

1. Все о бетоне и все для бетона. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://buildingin.ru (Дата обращения: 10.12.2017)

2. Все о бетоне и все для бетона. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://bibliotekar.ru - ГОСТ 10178-85 (Дата обращения: 14.12.2017)

3. Статьи о цементе. Вся информация про бетон. Производство, технологии, состав, виды, марки и применение бетона и цемента. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.avtobeton.ru - Информационные статьи о бетоне (Дата обращения: 14.12.2017)

Размещено на Allbest.ru