Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ангидритовый цемент формула химическая

Ангидритовый цемент формула химическая

К.т.н. Сакович А.А., к.т.н. Бирюк В.А., к.т.н. Вилькоцкий А.И.

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический

университет», Республика Беларусь

Технология получения сухих строительных смесей

с использованием техногенного сырья

В настоящее время уровень организации строительства во многом определяется объемом использования сухих строительных смесей заводского производства. К числу перспективных сухих смесей предназначенных для устройства полов общественных и промышленных зданий относятся самовыравнивающиеся мелкозернистые бетоны на ангидритовых цементах, сырьем для получения которых может служить фосфогипс – отход производства экстракционной фосфорной кислоты.

Известные технологии переработки фосфогипса на вяжущие материалы ( a — и b -полугидраты) не обеспечивают эффективного решения проблемы его утилизации – они громоздки и требуют предварительной подготовки фосфогипса (сушки и отмывки от примесей, нейтрализации сточных вод и т.д.). Получаемые на основе фосфогипса вяжущие имеют низкую водостойкость и невысокие прочностные характеристики, что существенно ограничивает их применение.

Предлагаемая технология ангидритового цемента проста и включает следующие технологические переделы: приготовление сырьевого шлама на основе фосфогипса и добавок, его высокотемпературный обжиг, помол клинкера, хранение и отгрузку ангидритового вяжущего.

Приготовление сырьевого шлама для производства ангидритового цемента производилось в условиях, максимально приближенных к заводским, где в качестве основного оборудования для размучивания и перемешивания используется болтушка.

Анализ представленных в табл. 1 показателей свидетельствуют о том, что ангидритовый цемент существенно отличается по своим свойствам от широко используемых воздушно-твердеющих и гидравлических вяжущих материалов.

Основные характеристики ангидритового цемента

Сроки схватывания, мин:

Предел прочности при сжатии, МПа:

через 3 суток твердения

через 28 суток твердения

Плотность, кг/м 3

Полная растекаемость с созданием

Так, для строительного гипса характерны водопотребность на уровне 60%, коэффициент размягчения – менее 0,35, время твердения не более 15 мин. В то время как ангидритовое вяжущее характеризуется высоким темпом набора прочности в ранние сроки.

Разработанное вяжущее имеет также ряд преимуществ и перед портландцементом в некоторых областях его применения. Это прежде всего высокая подвижность при относительно малом обводнении. Получение на основе портландцемента высокоподвижных растворов, способных растекаться, образуя самонивелирующую поверхность, сопряжено со значительными трудностями. Обводнение не может быть более 60%, так как далее наступает расслоение воды и теста, при этом тесто еще недостаточно подвижно, а для дальнейшего увеличения его подвижности необходимо применять суперпластификаторы.

Ангидритовый цемент образует высокоподвижое тесто уже при содержании 38% воды это обусловлено кристалличностью его структуры, тогда как растворы портландцемента представляют собой аморфную силикатную систему образующую структурированные водные гели. Тесто ангидритового вяжущего при обводнении на уровне 38% полностью растекается, создавая самонивелирующуюся поверхность. Добавки пластификаторов при этом не требуется, а высаливание водной фазы составляет менее 2%.

Проведенный комплекс физико-химических исследований позволил установить образование при синтезе гидравлически активной фазы двухкальциевого феррита. Из литературы известно [1-2], что вместе с присоединением воды двухкальциевым ферритом, процесс его гидратации сопровождается гидролитическим разложением. Причем, гидролиз данного соединения идет с выделением СаО. Таким образом, ускорение гидратационных и кристаллизационных процессов при твердении ангидритового цемента, заключается в направленном синтезе двухкальциевого феррита при термообработке исходной сырьевой шихты, который является не только носителем прочности, но и выполняет роль активатора в процессе твердения за счет гидролиза данного соединения, идущего с выделение оксида кальция.

Было проведено исследование процесса гидратации двухкальциевого феррита (2CaO·Fe2O3) в присутствии ангидрита (CaSO4) с использованием нескольких модельных смесей.

Результаты по определению физико-механических свойств исследуемых смесей представлены в табл.2.

Влияние ангидрита на прочность двухкальциевого феррита

Предел прочности при сжатии (МПа), в возрасте

Цемент ангидритовый

Цемент ангидритовый – получают обжигом природного гипса при 600…700°С. до полной дегидратации, т. е. до образования ангидрита; возможно также использование природного ангидрита, подвергаемого только сушке и размолу. Подготовленный ангидрит размалывают с активизаторами твердения. Используют щелочные активизаторы: известь (3…5 %) или основные шлаки (10…15 %) и растворимые сульфаты: Na2S04, A123, FeS04 и др. (0,5… 1 %). Состав затвердевшего материала, свойства и марки ангидритового цемента такие же, как у эстрих-гипса.

[Волженский А. В. Минеральные вяжущие вещества. Изд. 4-е, Стройиздат, 1986 г.]

Цемент ангидритовый – воздушное вяжущее вещество, состоящее из сульфата кальция.

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Цемент ангидритовый – применяют для приготовления кладочных и отделочных растворов, бетонов, производства искусственного мрамора, теплоизоляционных материалов. Начало схватывания не ранее 30 мин, конец – не позднее 24 ч. Марки – М50, 100, 150 и 200.

Читайте так же:
Если развести цемент с краской

[Словарь строительных материалов и изделий для студентов строительных специальностей. Щукина Е.Г. Архинчеева Н.В. Издательство ВСГТУ Улан-Удэ 2002 г]

Рубрика термина: Гипс

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград . Под редакцией Ложкина В.П. . 2015-2016 .

  • Цемент алинитовый
  • Цемент барийсодержащий

Полезное

Смотреть что такое «Цемент ангидритовый» в других словарях:

ангидритовый цемент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN anhydrite cement … Справочник технического переводчика

ангидритовый — см. ангидрит; ая, ое. Ангидри/товый цемент … Словарь многих выражений

Гипс — – (от греч. gypsos – мел, известь) – 1) Г. природный – минерал, водный сульфат кальция CaSO4*2H2O. Цвет белый, желтоватый, кремовый; часто бесцветный. Тв. по минералогия, шкале 1,5 – 2; плотн. 2300 кг/м3. Состоящая гл. обр … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Гипсовые вяжущие материалы — воздушные Вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие). По условиям термической обработки, а также по скорости схватывания и твердения Г. в. м. делятся на 2… … Большая советская энциклопедия

Зорин, Сергей Петрович (лауреат Сталинской премии) — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Зорин. Сергей Петрович Зорин Дата рождения: 1888 год(1888) Место рождения: Стерлитамак, Уфимская губерния, Российская империя Дата смерти … Википедия

Ангидрит — Сульфат кальция. В природе минерал или осадочная горная порода, в основном состоящая из этого минерала. Растворимый, нерастворимый и высокотемпературный ангидриты являются компонентами гипсовых и ангидритовых вяжущих веществ (ангидритовый цемент … Строительный словарь

Ангидрит — Сульфат кальция. В природе ангидрит – минерал или осадочная горная порода, в основном состоящая из этого минерала. Растворимый, нерастворимый и высокотемпературный ангидриты являются компонентами гипсовых и ангидритовых вяжущих веществ… … Словарь строителя

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — служат для устройства стен, фундамента, полов, крыш и прочих частей жилых и нежилых зданий и сооружений. С. м. обычно разделяют на естественные, к рые применяются для строительства в таком виде, в каком они находятся в природе (дерево, гранит,… … Большая медицинская энциклопедия

Будников, Петр Петрович — [р. 9 (21) окт. 1885] сов. ученый, специалист в области химии и технологии силикатов, чл. корр. АН СССР (с 1939), акад. АН УССР (с 1939). Засл. деят. н. и т. УССР (1943). Окончил Риж. политехнич. ин т в 1911. Состоял профессором Иваново… … Большая биографическая энциклопедия

ВЯЖУЩИЕ МАТЕРИАЛЫ — минер. и органич. в ва, применяемые для изготовления бетонов и р ров, скрепления (омоноличивания) строит. конструкций, гидроизоляции и др. Минер. В. м. порошкообразные в ва, обладающие способностью при смешении с водой образовывать пластичную… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Дополнительные требования к гипсоангидриту как к регулятору сроков схватывания цемента

Отечественные цементные заводы Центрального, Северо-Западного и Южного Федерального округов и Поволжья в качестве регулятора сроков схватывания цемента используют природный гипс с различных месторождений Тульской, Нижегородской, Астраханской, Архангельской областей и Татарстана.

Однако, для ряда цементных предприятий из-за дальности перевозок природного двуводного гипса, а также вс? возрастающее использование его для производства строительного гипса, представляет интерес поиск более доступных сульфатсодержащих материалов природного происхождения для использования их в качестве регулятора сроков схватывания цемента.

В то же время, сырь? ряда гипсовых карьеров отличается неоднородностью минералогического состава: наряду с пластами природного водорастворимого двуводного гипса присутствуют пласты гипсоангидритового камня, характеризующиеся наличием в его составе в широко-изменяющихся пределах растворимой и нерастворимой в воде форм сульфата кальция ? ангидрита. Как показали результаты настоящих исследований (Таблица 1),а изучено более 40 образцов гипсоангидритового камня из шахты ?Порецкая?, при общем содержании в гипсоангидрите оксида серы в пределах 42-57 абс.% доля водорастворимогооксида серы, адекватного содержанию в гипсоангидрите двуводного гипса и растворимого ангидрита, составляет 26-45 абс.%, нерастворимого в воде оксида серы, адекватного содержанию нерастворимого ангидрита ? 2-25 абс.%.

В этой связи, вовлечение в процесс производства цемента в качестве регулятора его сроков схватывания, наряду с традиционным двуводным гипсом таких сульфатсодержащих природных материалов как гипсоангидрит, ангидрит и др. диктует необходимость разработки дополнительных критериев установления их оптимальной дозировки в цементе, обеспечивающей стандартные сроки схватывания цемента без потери прочности цементного камня в процессе твердения и осуществления соответствующего контроля этих критериев, как в условиях гипсового карьера, так и непосредственно при производстве цемента.

Принимая во внимание, что сульфатсодержащий регулятор сроков схватывания цемента, и в частности его водорастворимая часть, играет существенную роль в формировании реологических и прочностных параметров цементного камня, настоящими исследованиями необходимо было установить то оптимально-необходимое количество водорастворимого оксида серы в гипсоангидрите и цементе на его основе, обеспечивающее требования, предусмотренные ГОСТ 10178-85, ГОСТ 31108-2003, ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81, при сохранении (либо улучшении) прочностных характеристик, получаемых при использовании традиционного двуводного гипса.

Читайте так же:
Как выкладывать цементные дорожки

В приготовленных с этой целью тридцати сериях цементов в качестве регулятора сроков схватывания были исследованы (Таблица 1), представленные с шахты ?Порецкая? двуводный гипс (Г), ангидрит (А) и их композиции ? ГА-1, ГА-II, ГА-III, в которых по данным химического анализа содержание водорастворимого оксида серы соответственно составляло 42,8 абс.% (в гипсе-Г), 30,92 абс.%(в ангидрите-А), 39,94 абс%(в композиции-ГА- I, включающей 70% гипса и 30% ангидрита), 37,30 абс.% (в композиции- ГА-II, включающей 50% гипса и 50% ангидрита)), 34,78 абс.% (в композиции- ГА-Ш, включающей 30% гипса и 70% ангидрита).Массовая доля в цементе каждого из них изменялась в пределах 2,5-5,0 абс.% с интервалом 0,5 абс.%, что соответствовало содержанию оксида серы общего в пределах 1,15?2,80 абс.% и водорастворимого — 1,1?2,0 абс.%.

Следует отметить, что использованная в качестве регулятора сроков схватывания цемента серия проб гипса, ангидрита и их композиций по содержанию растворимых и нерастворимых в воде форм сульфата кальция находится в пределах статистических результатов испытаний представленных ОАО ?ГиПор? на исследования проб. Партии цементов были приготовлены с использованием клинкера ОАО ?Белгородский цемент?, минералогический состав которого аналогичен клинкерам большинства Российских цементных заводов, в частности, по содержанию в н?м тр?хкальциевого алюмината ? 5-7 абс.% (по данным химического и рентгенофазового анализов).

С целью максимального исключения (на данном этапе исследований) влияния гранулометрического состава цемента на реологические свойства цементного раствора и прочность цементного камня помол указанных серий цементов осуществлялся в шаровой мельнице в два этапа: клинкер первоначально размалывался до удельной поверхности 2800 см2/г, регуляторы сроков схватывания цемента- до остатка на сите ? 008- 65-72%, с дальнейшим совместным домолом цементов до удельной поверхности 3140-3215 см2/г.

Все испытанные партии цементов по срокам схватывания и реологическим свойствам удовлетворяют требованиям ГОСТ 310.3-76, ГОСТ 310.4-81, но с тенденцией ускорения сроков схватывания и повышения нормальной густоты цементного теста при затворении водой цементов с добавками ангидрита и его композиций с гипсом по мере снижения в них водорастворимого оксида серы (Таблица 2).

Учитывая, что при производстве цемента контроль дозировки регулятора сроков схватывания цемента осуществляют по содержанию оксида серы, а также принимая во внимание физико-химические особенности гипсоангидритового камня — наличие растворимых и нерастворимых в воде форм сульфата кальция,- сравнительный анализ полученных химических, физико-химических и физико-механических результатов испытаний цементов за период их твердения в течение 3?360 суток осуществлялся при равнозначных содержаниях в цементах массовой доли как общего так и водорастворимого оксида серы, и все результаты оценивались относительно аналогичных цементов с добавкой к ним в качестве регулятора сроков схватывания традиционного двуводного гипса.

Анализ полученных результатов исследований позволил констатировать:

— для достижения в твердеющих цементах с добавками гипсоангидритового камня физико-механических показателей, максимально-сопоставимых с таковыми при использовании в качестве регулятора сроков схватывания оптимального количества традиционного гипса (Таблица 2, рис.1,2,3,4), необходимо увеличивать в цементах с гипсоангидритом массовую долю оксида серы ( в пределах, регламентируемых ГОСТ 10178-85) с тем, чтобы доля водорастворимого оксида серы в твердеющих цементных системах была не менее 1,75?2,0 абс.%, а соотношение SO3YIобщ. и SO3YIвр не более 1,8 (как дополнительный критерий). Указанные показатели по SO3 водорастворимому могут быть получены либо при использовании гипсоангидритового камня с массовой долей в н?м SO3 водорастворимого не менее 32 абс.%, либо, как один из вариантов, — при взаимной корректировке гипса и ангидрита, обеспечивающей оптимальное содержание SO3 водорастворимого в регуляторе сроков схватывания цемента. И, как показали результаты настоящих исследований, оптимальная область композиций находится в пределах 30% взаимозаменяемости гипс-ангидрит;

— при равнозначном содержании в цементах водорастворимого оксида серы, но не менее 1,75 абс.%, чем выше доля SO3YIводорастворимого, внес?нная в цемент присутствующим в составе гипсоангидрита водорастворимым ангидритом, тем выше вероятность достижения оптимальных прочностных показателей ( Рис. 3 ? цемент с добавкой ГА-III). Прич?м, наиболее эффективно это проявляется в первые сроки твердения образцов цемента и обусловлено ( 1 ) высокой, в сравнении с традиционным двуводным гипсом, исходной скоростью растворения ангидрита (под воздействием щелочной среды гидратирующегося цемента) с образованием СаSO4 *2Н2 О, обладающего в момент образования высокой реакционной способностью к взаимодействию с компонентами цемента, в частности с алюминатами и алюмоферритами кальция. По данным результатов рентгенофазового анализа гидратированных образцов цемента с добавкой ангидрита количество образовавшегося эттрингита к 1 суткам твердения

Читайте так же:
Песчано цементная стяжка гост снип

на 40отн.% превышает это количество в гидратированных образцах цемента с добавкой гипса. Данное обстоятельство предполагает возможность получения быстротвердеющих цементов при использовании в качестве регулятора сроков схватывания цемента гипсоангидритового камня. Важно отметить, что при оптимальном содержании в цементе гипсоангидрита наличие в н?м нерастворимой в воде формы ангидрита (СаSO4 нр ) не оказывает негативного воздействия на долговечность цементного камня, а имеет место перераспределение прочностных показателей цементов по срокам твердениия. В частности, как уже было отмечено, наблюдается интенсивное нарастание прочностных характеристик (Rсж) в первые сроки твердения (до 7 суток) с некоторым (относительно гидратированных образцов цементов с добавкой гипса) затуханием этого процесса к марочному сроку и повторному возрастанию после тр?хмесячного срока твердения. По всей видимости, под воздействием щелочной среды, возникающей в процессе гидратации цемента, происходит плавный переход в ионное состояние и нерастворимой в воде (на раннем этапе гидратации цемента) формы сульфата кальция гипсоангидрита и его постепенное взаимодействие с алюминатной и алюмоферритной составляющими цемента, не приводящее к деструктивным процессам в цементном камне, о ч?м в определ?нной степени свидетельствуют и минимальные значения сбросов прочности в дальние сроки твердения образцов цементов (Таблица 2). Кроме того, как доказано рядом исследователей (2), сульфат кальция, введ?нный в цемент в количестве, оптимальном для регулирования сроков схватывания цемента, способствует увеличению как начальной , так и конечной прочности цемента, обусловленной образованием игольчатых кристаллов эттрингита и наличием части SO4 2- в составе тоберморитового геля. Возможен также процесс самоармирования цементного камня (3) кристаллами новообразований, в т.ч. такими как гипс, эттрингит.

Таким образом, при использовании в качестве регулятора сроков схватывания цемента гипсовых пород типа гипсоангидрита, ангидрита, отличительной особенностью которых, в сравнении с традиционным гипсом, является наличие в широко-изменяющихся пределах растворимых и нерастворимых в воде форм сульфата кальция, дополнительным (к установленным ГОСТ 4013-82 ?Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов?) контролируемым параметром следует принять водорастворимый оксид серы, массовая доля которого в регуляторе сроков схватывания цемента должна быть не менее 32 абс%, для обеспечения в цементе массовой доли водорастворимого оксида серы в пределах 1,75- 2,0 абс.% при содержании общего оксида серы в количествах, регламентируемых стандартами на цемент.

Для формирования непосредственно в условиях карьера партий природных гипсовых пород, удовлетворяющих требованиям потребителя и квалифицированного назначения их дозировки при производстве цемента, ОАО ?НИИЦЕМЕНТ? разработан экспресс-метод определения в них общего и водорастворимого оксида серы, адекватного содержанию водорастворимых форм сульфата кальция ? двуводного гипса и водорастворимого ангидрита.

Технологическая линия по производству ангидритового вяжущего

Характеристики, состав и твердение ангидритового вяжущего. Анализ существующих технологических схем производства. Расчет удельных энергетических нагрузок и оценка эффективности подобранного механического и теплотехнического оборудования по энергозатратам.

РубрикаПроизводство и технологии
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления24.02.2012
Размер файла1,4 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

по дисциплине «Вяжущие вещества»

Технологическая линия по производству ангидритового вяжущего

1. Теоретический реферативный раздел

1.1 Введение. Постановка задачи курсового проекта (Альтернатива гипсу — ангидритовый цемент)

1.2 Характеристики ангидритового вяжущего

1.2.1 Твердение ангидритового вяжущего. Его разновидности.

1.2.2 Состав ангидритового вяжущего

1.2.3 Коррозия ангидритового камня

1.2.4 Применение ангидритового вяжущего

1.2.5 Сырье для производства

1.2.6 Показатели качества

1.2.7 Анализ существующих технологических схем производства

2. Расчетно-графический раздел

2.1 Расчетная функциональная технологическая схема производства продукта

2.2 Расчет производственных шихт

2.3 Расчет производственной программы технологической линии

2.4 Подбор основного механического оборудования

2.5 Расчет удельных энергетических нагрузок и оценка эффективности подобранного механического и теплотехнического оборудования по энергозатратам

3. Список литературы

1. Теоретический реферативный раздел

Целью данного курсового проекта является построение технологической линии по производству ангидритового вяжущего — преимущественно нового вяжущего, отвечающего необходимым требованиям, более дешевого, прочного, менее энергоемкого. Задачи: расчет функциональной технологической схемы производства ангидритового вяжущего, расчет производственных шихт и составление материального баланса основной технологической установки.

Альтернатива гипсу — ангидритовый цемент. Трудно переоценить использование в жилищном строительстве гипса и изделий на его основе. Долговечность, огне- и пожаростойкость, возможность изготовления изделий, отвечающих высоким требованиям архитектуры, экологическая безопасность эксплуатации материалов обеспечивают гипсовым материалам такие преимущества, благодаря которым их применение должно стать приоритетным в строительстве и реконструкции зданий.

Читайте так же:
Может ли цемент пролежать зиму

Гипсовые материалы и технологии строительства прочно вошли в нашу жизнь. Современная номенклатура изделий на основе гипса разнообразна. Это в первую очередь гипсовые вяжущие и сухие смеси, гипсокартонные листы, плиты и панели перегородок, акустические и отделочные плиты и т. д.

В зависимости от исходного сырья и технологии его переработки получают следующие вяжущие материалы: гипс строительный, гипс формовочный, гипс высокопрочный, ангидритовое вяжущее вещество, высокообжиговый гипс, гипсовые вяжущие вещества из гипсосодержащих пород.

Строительный гипс. Строительный гипс (ГОСТ 125—70) — низкообжиговое вяжущее вещество, получаемое путем термической обработки природного гипсового камня, измельченного до или после этой обработки.

Формовочный гипс. Формовочный гипс (МРТУ 2131—67) предназначается для производства архитектурных изделий. Для изготовления формовочного гипса сырье должно содержать не менее 96% CaS04*2H20. Его измельчают значительно тоньше, чем при получении строительного гипса, поэтому формовочный гипс схватывается быстрее, обладает большей прочностью — 300—500 кгс/см2.

Высокопрочный гипс. Высокопрочный (технический) гипс получают обработкой дробленого гипсового камня паром при давлении до 1,3 кгс/см2 и температуре 124° С с последующей сушкой при температуре 140—160° С и размолом в порошок. При этом получаются более крупные кристаллы CaSО4*0,5H2O, чем у строительного гипса. Такая структура полуводного гипса обладает меньшей водопотребностью (40—45%), что позволяет получать более плотные и прочные растворы. Так, их прочность через 7 суток достигает 150—400 кгс/см2. Используется он в основном для нужд металлургической промышленности; в отделочных работах его целесообразнее применять при изготовлении гипсовых изделий.

Применение гипса. При штукатурных работах гипс добавляют в известковопесчаные растворы, чтобы увеличить их прочность и ускорить срок схватывания. Добавка гипса придает поверхности штукатурного слоя большую гладкость и белизну; его применяют и как основное вяжущее вещество в мастиках, которыми приклеивают листы сухой штукатурки. Употребляют гипс также для изготовления архитектурнохудожественных деталей. В гипсовом растворе смачивают паклю при конопатке оконных и дверных проемов и перегородок.

Однако в настоящее время проблема применения гипсовых материалов, изготовляемых на российских предприятиях, стоит достаточно остро.

Во-первых, ощущается острый дефицит качественного сырья, запасы гипсового камня первого сорта на многих месторождениях практически исчерпаны, так как перед заводами всегда стояла задача получения гипсовых вяжущих с высокими требованиями к качеству.

Во-вторых, себестоимость гипсового вяжущего очень высока, одной из причин этого обстоятельства является низкая производительность существующего оборудования, к тому же, на большинстве действующих предприятий продукция изготовляется на старом энергоемком оборудовании. Поэтому получаемые на российских предприятиях гипсовые вяжущие часто имеют высокую цену при низком уровне качества.

Альтернативным выходом из сложившейся ситуации может быть применение неоправданно забытого ангидритового цемента. Этот материал, представляющий собой вяжущее, по области применения очень сходный со строительным гипсом. В настоящее время ангидритовый цемент на предприятиях стройиндустрии не производится. Однако химическим производством нашей страны были накоплены большие запасы техногенных гипсов, например, отходов производства некоторых кислот. Эти продукты экологически безопасны и безвредны для здоровья человека. В их составе присутствует растворимый и нерастворимый ангидрит, а также полуводный и двуводный гипс.

Ангидритовым вяжущим называется воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из безводного сернокислого кальция, получаемого обжигом природного двуводного гипса при 600—700 °С с последующим тонким помолом продукта обжига или из природного камня — ангидрита совместно с различными добавками—катализаторами. В качестве добавок применяют известь, различные сульфаты, обожженный доломит, основной гранулированный доменный шлак, золу и ряд других материалов.

Производство строительных материалов на основе ангидритовых вяжущих в Германии берет начало в конце 40-х годов прошлого столетия (XX века). Основой для производства были месторождения природного ангидрита в Нижней Саксонии. С тех пор по сегодняшний день потребление ангидрита в строительной индустрии с каждым годом неуклонно растет. Одной из причин этому — низкая себестоимость вяжущего из природного ангидрита. Энергозатраты на его производство приблизительно в 12 раз ниже по сравнению с энергозатратами на изготовление такого же количества портландцемента и в 3 раза ниже по сравнению со строительным гипсом. При этом прочностные показатели ангидритового вяжущего сравнимы с портландцементом. [2]

1.2 Характеристики ангидритового вяжущего

1.2.1 Твердение ангидритового вяжущего [4], [10]

Процесс твердения ангидритового цемента заключается в гидратации нерастворимого ангидрита с последующей его перекристаллизацией. В присутствии воды и катализатора на поверхности частиц ангидрита образуются неустойчивые сложные гидраты:

Читайте так же:
Обозначение цемента марки 500

Первичный неустойчивый гидрат типа (соль)* mCaSO4*nH2O распадается затем по реакции:

(соль)* mCaSO4*nH2O> (соль)*H2O+ CaSo4*2H2O.

Образовавшийся в результате гидратации ангидрита двугидрат кристаллизуется, в ходе чего происходит процесс схватывания и твердения цемента.

Теория твердения ангидритового цемента различает в этом процессе 3 основных периода:

1. Образование на поверхности частиц ангидрита комплексной соли, её распад, растворение ангидрита и его гидратация, причём её положительный тепловой эффект в значительной степени компенсируется отрицательным тепловым эффектом растворения;

2. Коллоидообразование (образование геля двуводного гипса) и выделение центров кристаллизации, ускоряющих кристаллизацию гидратированного ангидрита. В этот период, сопровождающийся быстрым выделением тепла, происходит схватывание ангидритового цемента;

3. Постепенная кристаллизация двуводного гипса (скорость кристаллизации зависит от природы катализатора), в ходе которой тепло выделяется в незначительном количестве. В этот период ангидритовый цемент твердеет.

Ход твердения цемента может изменяться в зависимости от различных факторов, например, от химического состава ангидрита, степени его измельчения, гранулометрического состава порошка, формы поверхности и пористости частиц ангидрита, однородности зерен, природы катализатора. Влиянием этих факторов и можно в значительной степени объяснить наблюдаемые иногда колебания в количестве выделяющегося тепла (при гидратации, схватывании и твердении) и в конечной прочности ангидритового цемента.

В отличие от полуводного гипса, который в процессе гидратации быстро и полно реагирует до образования двугидрата, преобразование ангидрита в двуводный гипс зачастую не доходит до конца, а сама реакция протекает очень медленно.

Твердение этого вяжущего обусловлено образованием двугидрата. При твердении ангидритовый цемент в объеме не увеличивается. Ангидритовое вяжущее является воздушным вяжущим веществом. Гидравлическими свойствами он не обладает. После предварительного твердения во влажной среде ангидритовый цемент продолжает набирать прочность в воздушно-сухих условиях. При длительном хранении в воде прочность затвердевшего вяжущего снижается, а при последующем высыхании снова восстанавливается. Водостойкость ангидритового цемента несколько повышается при введении в него доменного шлака в качестве активнзатора.

Выделяют 2 способа ускорения реакции гидратации и активизации твердения ангидритового вяжущего: повышение тонкости помола ангидрита и введение ускорителя твердения (активизатора).

Принцип действия активизаторов основывается на их способности влиять на процессы растворения ангидрита при затворении его водой. Процесс гидратации ангидрита в значительной мере зависит от вида активизатора. Наиболее распространенные способы активизации твердения можно разделить по химическому составу вводимых добавок:

· сульфатная активизация (с помощью сульфатов щелочных металлов, сульфатов тяжелых металлов, кислых сульфатов. Например, Na2S04, NaHS04, K2SO4, Al2(S04)3, FeS04),

· щелочная активизация (Ca(OH)2, NaOH)

· преимущественно щелочная активизация (портландцементный клинкер, доменный шлак, шлакопортландцемент и др.),

· смешанная активизация (щелочной компонент и добавка сульфата).

Известно, что сульфатные активизаторы повышают прочность, а щелочные придают материалу постоянство объема. Следовательно, каждому ангидриту для создания на его основе материала с комплексом заданных свойств требуется определенная комбинация, подходящих ему активизаторов твердения.

В ангидритовый цемент рекомендуется вводить известь в количестве 3—5 %, смесь бисульфата или сульфата натрия с железным либо медным купоросом в количестве 0,5—1 % каждого. Обожженный доломит вводят в количестве 3—8 %, а основной гранулированный доменный шлак— 10—15 %. Активизаторы добавляют в ангидритовый цемент обычно при помоле ангидрита. Те из них, которые хорошо растворимы в воде, можно вводить с водой затворения.

Наиболее оптимальным для ангидритового вяжущего является следующий режим твердения: сначала влажная среда, а затем сушка. Максимальный остаток на сите с сеткой № 008—15%.

1.2.2 Разновидности ангидритового вяжущего [8]

Наряду с природным ангидритом возрастает роль и других разновидностей ангидритовых вяжущих — синтетического и термического ангидритов.

Синтетический ангидрит — побочный продукт производства плавиковой кислоты, получаемый в результате реакции плавикового шпата с концентрированной горячей серной кислотой.

Термический ангидрит — продукт термической обработки двуводного сульфата кальция, получаемого, например, в процессе десульфуризации дымовых газов ТЭС известковым шламом.

Установлено, что при введении в смесь исходных активизаторов все три ангидрита, несмотря на схожесть своего химического состава, проявляют совершенно различные свойства. Так для природного ангидрита характерны низкая прочность на сжатие и низкое значение степени гидратации. Термический ангидрит при сравнимых с природным ангидритом сроках схватывания обладает более высокими значениями прочности и степени гидратации. Синтетический ангидрит отличается очень длительными сроками схватывания и высокими усадочными деформациями (табл. 3):

Свойства ангидритовых вяжущих (активизаторы твердения — 2 % K2SO4 и 0,3 % Ca(OH)2)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector