Сульфатно-шлаковое вяжущее

Сульфатно-шлаковое вяжущее

Министерство образования и науки Российской Федерации

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет» - ПНИПУ

Строительный факультет

Кафедра строительного инжиниринга и материаловедения

Курсовой проект

по дисциплине «Вяжущие вещества»

НА ТЕМУ: Сульфатно-шлаковое вяжущее

Выполнил студент группы ПСК-09з

Суханов Владимир Николаевич

Проверила Катаева Людмила Ивановна

Пермь 2012

Оглавление

Введение

. Теоретический раздел

.1 Вещественный, химический и минералогический состав сульфатно-шлакового вяжущего

.2 Физико-химические процессы, происходящие при твердении сульфатно-шлакового вяжущего. Температурные условия твердения

.3 Условия разрушения (коррозии) композита на сульфатно-шлаковом вяжущем. Области применения продукта

.4 Сырьевые материалы для производства сульфатно-шлакового вяжущего: вещественный, химический и минералогический состав. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранение сырьевых материалов

.5 Показатели качества сульфатно-шлакового вяжущего

.6 Анализ существующих технологических схем производства сульфатно-шлакового вяжущего

.7 Технологические факторы, влияющие на качество сульфатно-шлакового вяжущего

.8 Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения продукта. Гарантии производителя

2. Расчетно-проектный раздел

.1 Режим работы предприятия

.2 Расчетная функциональная технологическая схема производства сулфатно-шлакового вяжущего

.3 Подбор основного механического и тепло-технического оборудования.

Расчет энергозатрат

Список использованной литературы

Введение

твердение сульфатное шлаковое сырьевой

Современное производство сборных изделий и деталей для строительства базируется преимущественно на применении классического бетона на основе портландцемента, песка и крупного заполнителя.

Стоимость вяжущих веществ в современных бетонах составляет в среднем 40-50 % общей стоимости всех материалов, идущих на изготовление бетона. В связи с этим возникает вопрос о выборе и применении вяжущих веществ, наиболее эффективных в технико-экономическом отношении.

Приведенные в таблице данные показывают, что наиболее экономичными по затратам сырья, топлива и электроэнергии являются шлаковые и зольные вяжущие вещества, получаемые из отходов металлургической, энергетической, фосфорной промышленности.

По сравнению с портландцементом эти вяжущие требуют также в несколько раз меньше капиталовложений.

Табл. 1 - Основные экономические показатели производства вяжущих веществ

Простая технология производства шлаковых вяжущих веществ, сводящаяся в основном к дроблению (при кусковых материалах), сушке и помолу входящих компонентов, позволяет быстро организовать сушильно-помольные установки с минимальными капиталовложениями и минимальными строительными объемами зданий.

Задача данного курсового проекта проектирование технологическую линию по производству сульфатно-шлакового вяжущего марок 100..200. Производительность линии 100 тысяч тонн в год.

1.Теоретический раздел

1.1 Вещественный, химический и минералогический состав сульфатно-шлакового вяжущего

Вещественный состав сульфатно-шлакового вяжущего

Сульфатно-шлаковый цемент является гидравлическим вяжущим веществом, изготовляемый совместным помолом гранулированного доменного шлака (не менее 80 % по весу), сульфатного возбудителя твердения шлака (ангидрит (искусственный или природный), полуводный или двуводный гипс) и щелочного возбудителя твердения его твердения (обожженный доломит (доломитовая известь)).

В отличие от шлако-портландцемента и известково-шлакового цемента, в сульфатно-шлаковом цементе возбуждаются и используются собственные скрытые гидравлические свойства доменного шлака.

Сульфатно-шлаковый цемент состоит из гранулированного доменного шлака, значительного количества (до 15 %) сульфата кальция и небольшого количества доломита (доломитовая известь) (до 2 %).

Соответственно этому, гидратация гранулированного шлака в этом цементе происходит под влиянием одновременно щелочного и преимущественного сульфатного возбуждения.

Установлено, что сульфатное возбуждение доменного шлака основано на связывании сульфата кальция с алюминатами кальция шлака, точнее, гидроалюминатами кальция гидратируемого шлака в устойчивый гидросульфоалюминат кальция.

Щелочное же возбуждение - на связывании гидрата окиси кальция активным глиноземом шлака (алюминатами шлака с повышением их основности) при коллоидации зерен шлака в гидроалюминаты кальция. Силикаты кальция и активный кремнезем шлака под действием воды подвергаются гидратации и превращению в соответствующие гидросоликаты, что ускоряется возбудителями твердения шлака. Молекулярные силы сцепления твердых гидратированных новообразований обуславливают прочность твердеющего сульфатно-шлакового цемента.

Щелочная добавка не только отщепляет окись кальция, но и выделяет гидроксильные ионы, которые создают щелочную среду, благоприятную для участия стекловидной части доменного шлака в реакции твердения.

Обе эти функции свойственны обожженному доломиту (доломитовая известь). Вторую же функцию (гидроксильную) может выполнять сульфат кальция.

Для изготовления сульфатно-шлакового цемента целесообразнее всего применять основные доменные шлаки с повышенным содержанием глинозема (в пределах10-20%) и пониженным - закиси марганца (не более 3 %), а также кислые шлаки с модулем основности не менее 0,8 и модулем активности не ниже 0,45 при содержании закиси марганца и глинозема соответственно не более 3,5 и 20 %.

Химический состав.

По химическому составу сульфатно-шлаковый цемент значительно отличается от других цементов и имеет широкий разброс по в зависимости от состава шлака. Состав сульфатно-шлакового вяжущего на остове доломитовой извести представлен в таблице 1.

Табл. 2 - Химический состав сульфатно-шлаковых цементов

Минералогический состав.

По минералогическому составу сульфатно-шлаковый цемент резко отличается от обычного, шлакового и пуццоланового портландцементов. Так, в нем практически отсутствуют высокоосновные силикат и алюминат кальция (С3S и C3А), наиболее уязвимые для химического воздействия агрессивных (особенно сульфатных) сред; нет в нем или содержится лишь в небольшом количестве C2S; отсутствует и AF.

В связи с этим, сульфатно-шлаковый цемент по характеру процессов и продуктов твердения принципиально отличается от портландцемента и, в известной степени, приближается к глиноземистому цементу, что предопределяет стойкость сульфатно-шлакового цемента в пресной, морской и других минерализованных (особенно сульфатных) водах.

.2 Физико-химические процессы, происходящие при твердении сульфатно-шлакового вяжущего.

Основной и наиболее существенный процесс, протекающий при твердении сульфатно-шлакового цемента (сульфатное возбуждение), заключается в том, что гидроалюминаты кальция, образующиеся при гидратации шлака, обогащаются свободной окисью кальция и интенсивно реагируют с растворенным гипсом и водой, образуя гидросульфоалюминат кальция того же состава, как и при твердении портландцемента. Однако условия образования и функция этого соединения у обоих цементов носят резко отличный характер.

Ввиду того, что в жидкой фазе при установившемся твердении сульфатно-шлакового цемента содержится весьма небольшое (значительно ниже 1,08 г СаО на I л) количество гидрата окиси кальция, отщепляемого кристаллической частью шлака, образующиеся гидроалюминаты кальция гидратируемого шлака легко растворяются. Поэтому все исходные компоненты сульфоалюмината взаимодействуют здесь, находясь в растворенном состоянии в жидкой фазе, по реакции:

Образование твердого гидросульфоалюмината в этих условиях не вызывает никаких вредных объемных изменений в твердеющем цементе, а возникающие при кристаллизации его расширяющие напряжения слишком ничтожны, чтобы иметь практически вредное значение. Образующийся таким образом сульфоалюминат даже обусловливает монолитную структуру цементного камня, способствует его прочности и водостойкости и поэтому является важнейшим новообразованием начального периода твердения сульфатно-шлакового цемента.

При твердении этого цемента происходят, кроме того, взаимодействие оставшегося активного глинозема (алюминатов кальция) шлака с водой и продолжающим выделяться гидратом окиси кальция (щелочное возбуждение), а также гидратация силикатов кальция и описанные ранее превращения активного кремнезема шлака, ускоряемые обоими возбудителями (сульфат кальция, энергично реагирующий с активным глиноземом (алюминатами кальция) шлака, окозывает корродирующее действие на зерна шлака, увеличивая реакционную их поверхность и облегчая дальнейший доступ воды в глубь зерен). В результате этих более длительных процессов образуются гидроалюминаты и гидросиликаты кальция.

Вследствие пониженного количества окиси кальция в сульфатно-шлаковом цементе (точнее, в гидравлической его части - шлаке, то есть без учета окиси кальция сульфата), составляющего 35-40% против 63-66% СаО в портландцементе, содержание важнейших окислов в этом цементе обычно удовлетворяет условию:

В таком случае при твердении цемента исключается возможность образования и существования трех- и четырехкальциевого гидроалюминатов и двухкальцпевого гидросиликата и могут образоваться лишь двухкальциевый гидроалюминат 2СаО • А12О3и однокальциевый гидросиликат СаО • SiO2 . Эти соединения, наряду с гидросульфоалюминатом кальция, в действительности и обнаружены.

Таким образом продуктами твердения сульфатио-шлакового цемента являются: кристаллические гидросульфоалюминаты:  ГСАК-3 - эттрингит (вызывает увеличение в объеме),  ГСАК-1 (не вызывающий изменения в объеме); коллоидный гидросиликат (1 -1,5) СаО • SiO2и кристаллический гидроалюминат 2СаО • А12О3.

Первые три новообразования преобладают, они свойственны любому сульфатно-шлаковому цементу и обусловливают прочность цемента, твердеющего в пресной воде. Четвертое же новообразование может иметь место или отсутствовать, в зависимости от состава шлака, и только в незначительной степени влияет на прочность цемента в этих условиях твердения.

Конечные продукты гидратации вяжущего ГСАК-1 и ГСАК-3, образуются в зависимости от концентрации CaO при гидратации вяжущего. Если концентрация CaO>0,56 г/л образуется ГСАК-3. Если CaO<0,56 г/л образуется ГСАК-1.

Возникающие при кристаллизации сульфоалюмината из растворенных компонентов расширяющие напряжения, будучи слишком незначительными для оказания разрушительного действия, достаточны, однако, для того, чтобы полностью или, по крайней мере, частично компенсировать сокращение объема твердеющего на воздухе цемента вследствие усадки. Поэтому сульфатно-шлаковым цементам чаще свойственно отсутствие усадки или даже незначительное объемное расширение при твердении - обстоятельство, чрезвычайно благоприятное для некоторых областей строительной практики, в которых предпочтительно применение безусадочных и расширяющихся цементов.

Сульфатно-шлаковый цемент чувствительнее портландцемента к влажности среды, в которой происходит его твердение. Недостаточная влажность среды может вызвать снижение прочности бетонов (особенно пластичной консистенции) и растворов, а также поверхностное опесочивание штукатурок из сульфатно-шлакового цемента. Поэтому при работе на этом цементе необходимо поддерживать достаточную влажность сооружений.

Температурные условия твердения. Сульфатно-шлаковый цемент наиболее интенсивно твердеет при температуре 20-30 С.

При низкой температуре окружающей среды небольшое количество тепла, выделяемое твердеющим сульфатно-шлаковым цементом, интенсивно рассеивается. Это значительно замедляет, а иногда и останавливает ход превращений активного глинозема и растворения образующихся гидроалюминатов гидратируемого шлака, что, главным образом, и определяет замедление твердения цемента.

Поэтому при возведении тонких железобетонных конструкций из сульфатно-шлакового цемента в условиях температур среды ниже +8С необходимо обеспечивать температуру цемента не ниже 15С.

Применение способов ускоренного твердения бетона (пропаривание и запаривание под давлением, электропрогрев) при работе на сульфатно-шлаковом цементе допустимо после предварительного опытного установления оптимальных для этого условий.

1.3 Условия разрушения (коррозии) композита на рассматриваемом продукте (вяжущем). Области применения продукта

Изделия на основе сульфатно-шлакового цемента подвержены 3 группе коррозии. Камень разрушается за счет внутреннего напряжения в нем, которое создается образующимся в камне расширением от новообразований.

Как известно, введение в состав сульфатно-шлакового цемента избыточного количества извести вызывает неравномерные деформации при длительном твердении такого вяжущего. Это явление следует объяснить тем, что при повышенной концентрации Са(ОН)2 в водной среде твердеющего цемента (свыше 0,56 г/л CaO) создаются предпосылки к переходу

в  эттрингит.

Переход сопровождается значительным увеличением объема новообразований и разрушением цементного камня. Поэтому при изготовлении данного вяжущего нужен жесткий контроль за содержанием извести в вяжущем.

Сульфатно-шлаковому вяжущему, как и другим цементам, в составе которых преобладает доменный шлак, свойственна равномерность изменения объема, что объясняется ограниченным содержанием окиси кальция в шлаке. Однако чрезмерное количество извести, особенно при малоактивном шлаке, может вызвать явления неравномерности изменения (увеличения) объема твердеющего сульфатно-шлакового цемента вследствие так называемого гипсового набухания. Недостаточное же количество портландцемента или извести при малоактивном шлаке снижает прочность сульфатно-шлакового цемента и замедляет нарастание ее. Поэтому установление и соблюдение оптимального содержания сырьевых компонентов этого цемента является чрезвычайно важной и ответственной задачей, решаемой в каждом отдельном случае в зависимости от вида доменного шлака.

При службе сульфатно-шлакового цемента в сульфатных водах сама природа сульфоалюмината и гидросиликата кальция определяет их стабильность и устраняет угрозу сульфатной агрессии для затвердевшего цемента.

Двухкальциевый же гидроалюмииат, в отличие от четырехкальциевого и подобно трехкальциевому, способен конгруентно растворяться в воде; при концентрации окиси кальция, свойственной жидкой фазе твердеющего или затвердевшего сульфатно-шлакового цемента, он частично и находился в растворе.

Растворенный гидроалюминат взаимодействует с растворенным же гипсом сульфатной воды согласно реакции:

В этих условиях твердый гидросульфоалюминат также не вызывает никаких вредных объемных изменений в затвердевшем цементе. Образование этого соединения при службе сульфатно-шлакового цемента в сульфатных водах следует рассматривать как продолжение процесса сульфоалюминатного твердения. Оно способствует дальнейшему нарастанию прочности цемента, сравнительно с более низкой конечной его прочностью при твердении в пресной воде. Это явление объясняется недостаточным содержанием в цементе сульфата для полного связывания алюминатов кальция шлака на начальной стадии твердения. Поэтому повышенное содержание сульфата кальция в сульфатно-шлаковом цементе не только безвредно, но и необходимо так же, как необходимо ограниченное количество его в других цементах.

Область применения.

Свойства сульфатно-шлакового цемента предопределяют возможность применения его в бетонных, железобетонных, каменных и штукатурных работах и в производстве бетонных изделий на равных основаниях с портландцементом и другими цементами аналогичных марок. Наиболее же эффективно, предпочтительно применение сульфатно-шлакового цемента в строительстве массивных бетонных и железобетонных подземных и подводных сооружений, особенно подверженных действию агрессивных (морской, сульфатных и др.) вод и выщелачиванию. Допустимо применение его и в надземных сооружениях. Нельзя применять этот цемент в смеси с другими вяжущими и при температуре ниже +10° без обогрева.

В большинстве случаев применения сульфатно-шлаковый цемент является наиболее экономичным в строительстве цементом, что обусловливается (наряду с его свойствами) и весьма благоприятными технико-экономическими показателями его производства, в частности, низкой себестоимостью.

.4 Сырьевые материалы для производства сульфатно-шлакового вяжущего: вещественный, химический и минералогический состав. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранение сырьевых материалов

1. Шлаки.

Классификация шлаков.

Шлаки подразделяются:

Топливные шлаки и золы.

Шлаки химической промышленности.

Металлургические шлаки.

Металлургические шлаки.

Металлургические шлаки представляют наибольший интерес, как сырьевые материалы для производства минеральных вяжущих веществ.

Металлургические шлаки в свою очередь делятся:

Шлаки цветной металлургии.

Шлаки черной металлургии:

Шлаки ферросплавов

Сталеплавильные

Доменные шлаки имеют наибольшее значение. Выход шлака на 1 т чугуна составляет в настоящее время 0,4-0,6 т.

Шлак доменный - побочный продукт, образующийся при производстве чугуна. В процессе выплавки чугуна при взаимодействии окислов кремния и алюминия из пустой породы железосодержащей руды с окисью кальция и окисью магния флюса образуется огненно-жидкий сплав - доменный шлак.

Чугун, восстановившийся из руды, собирается в самой глубокой зоне доменной печи, где температура достигает 1400-1500 градусов. Расплавленный шлак , имеющий в 2,5-3 раза меньшую плотность, чем чугун, скапливается над ним и периодически выпускается из домны через шлаковую летку. Часть шлака выпускается вместе с чугуном. Выпущенный из шлаковой летки шлак называют «верхним», а из чугунной «нижним».

Для удаления примесей, содержащихся в руде, и золы топлива в шихту вносят флюсы - известняки, доломиты и марганцевую руду. Образующийся расплав регулирует также содержание в чугуне полезных компонентов - кремния и марганца и частично освобождает его от серы и фосфора. Чтобы расплав легко удалялся из домны, его вязкость в температурном интервале 1400-1600 °С должна составлять 0,2-0,6 Па • с.

Наиболее благоприятным составом является расплав, содержащий 42-52 % основных (СаО + MgO + MnO) и 46-55 % кислых оксидов (SiO2 + А12О3). Чем больше в коксе серы, тем больше должно быть в расплаве СаО. Четыре оксида: СаО, SiO2, A1203 и MgO составляют около 95 % валового состава шлака, МпО содержится от 2 до 4 %, оксидов, железа не более 1 %.

Выпускаемый с температурой 1300-1500 градусов доменный шлак в зависимости от путей дальнейшего его использования может подвергаться грануляции или направляться в отвал.

Шлак гранулированный - продукт, полученный обработкой водой, паром или воздухом жидкого расплава побочных продуктов, образующихся при плавке черных и цветных металлов.       

Грануляция доменных шлаков.

Доменные шлаки гранулируют с целью предотвращения образования инертных соединений и фиксации активного состояния минералов, находящихся в расплаве. В стекловидном состоянии доменные шлаки обладают повышенной активностью. Кроме того, как показали исследования С. Д. Окорокова, при грануляции основных шлаков двухкальциевый силикат стабилизируется в -форме, что также повышает активность шлака.

Очень важным фактором, влияющим на гидравлическую активность доменных шлаков, является и температура расплава в момент грануляции. По данным П. Н. Семеновкера и М. Г. Кашперского, если температура расплава ниже 1380-1400 °С, шлаки обладают низкой активностью. Грануляция при температуре расплава 1420-1460 °С резко повышает активность, а дальнейшее повышение ее до 1600 °С снова вызывает некоторое снижение активности. Считают, что наиболее активными являются шлаки, в стекловидной фазе которых уже начались процессы кристаллизации. В этот период структура стекловидной фазы перестраивается; решетка стекла уже нарушена, а новая фаза еще должным образом не сформировалась, т. е. шлак находится как бы в «бесструктурном» состоянии. Для каждого шлака в зависимости от его химического состава и способа грануляции существует оптимальная температура расплава.

На металлургических заводах в настоящее время применяют мокрый способ грануляции в бассейнах и полусухой способ грануляции на барабанных, гидроударных или гидрожелобных установках. На большинстве заводов работают установки внедоменной грануляции, т. е. к ним шлак от домны подвозят в шлаковозных ковшах. При этом он успевает остыть до 1200-1350 °С.

Мокрый способ грануляции Шлак из ковшей выливается в бассейны вместимостью до 800 м3, где происходит резкое охлаждение расплавленной струи водой. На 1 т шлака при этом расходуется 2-2,5 м3 воды. Бассейные установки для грануляции отличаются большой производительностью, невысокими капитальными вложениями и обслуживаются небольшим количеством рабочих.

Мокрому способу грануляции присущи серьезные недостатки: получаемые шлаки имеют высокую влажность (20;-30 %), поэтому при их перевозке увеличивается непроизводительная загрузка вагонов; необходимы повышенные затраты теплоты на сушку шлака (до 80 кг условного топлива на 1 т сухого шлака); в зимних условиях вследствие высокой влажности шлаки в вагонах, бункерах и на открытых складах могут смерзаться, что вызывает затруднения в работе, простои вагонов и большие затраты труда на их разгрузку.

Гидрожелобный полусухой способ грануляции получил значительно большее распространение, при котором шлак из приемной ванны подают в наклонный грануляционный желоб длиной до 10 м, к верху которого подводится вода под давлением 0,8-1,0 МПа. Чтобы получить сильные струи воды, используют специальные сопла либо трубы со щелевыми отверстиями. Расплав подхватывается мощными струями воды, разбивается ими на гранулы и попадает на приемную площадку. При этом способе грануляции отсутствует нитеобразование. Влажность шлака составляет 4-12 %.

Установка придоменной грануляции шлак непосредственно из домны по шлаковому желобу поступает в грануляционный желоб, куда через специальную многосопловую надсадку подают воду под давлением 0,7-0,8 МПа. Из желоба гранулированный шлак выносится водой в пульпоприемник, откуда пульпонасосом перекачивается по трубопроводам на склад. Влажность шлака составляет 8-12 %.

Для снижения количества воды применяют водовоздушную грануляцию. Для этого к гидрожелобу через сопло вентилятором высокого давления подают воздух. Расход воды на таких установках около 1,5 м3 на 1 т шлака; влажность гранулированного шлака 5-7 %.

Способ грануляции влияет и на активность шлака. Шлаки мокрой и полусухой грануляции более активны, чем шлаки сухой грануляции. От способа грануляции зависит и такой важный технологический показатель, как размалываемость. Так, шлаки мокрой грануляции, имеющие меньшую объемную массу, размалываются лучше, чем шлаки полусухой грануляции, а шлаки придоменной грануляции - лучше, чем внедоменной.

Гранулированные доменные шлаки используют: для изготовления смешанных гидравлических вяжущих веществ- шлакового портландцемента, сульфатно-шлакового и известково-шлакового цемента; в качестве компонента для производства портландцемента, а также активной минеральной добавки к портландцементу при его помоле; в виде заполнителей при изготовлении бетонов.

Химический состав доменных гранулированных шлаков.

В зависимости от химического состава руды и кокса составы шлаков для заводов южных, центральных и восточных районов страны различны. На заводах южных и центральных районов страны получают шлаки с относительно низким содержанием А12О3 (6-10 %), MgO (до 5 %) и повышенным содержанием СаО и сульфидной серы. Для шлаков заводов Урало-Кузнецкого бассейна, работающих на богатых глиноземом рудах и малосернистом кузнецком или карагандинском угле, характерно повышенное содержание А12О3 (до 14-20 %) и низкое содержание МпО и сульфидной серы.

Намечается постепенное изменение состава шлаков, что связано с освоением новых месторождений железных руд, широким внедрением кислородного дутья, применением офлюсованного агломерата, отказом от дорогостоящего плавня - марганцевой руды. Уменьшится также выход шлака до 250-300 кг/т чугуна.

Различные оксиды, входящие в состав шлака, по-разному влияют на его свойства.

СаО в количестве от 30 до 50 % повышает гидравлическую активность шлаков и снижает вязкость расплава. Но если количество СаО превышает 49 - 50 %, шлаки рассыпаются из-за перехода -C2S в -C2S при охлаждении.содержится в количестве 6 - 15 %, он также способствует повышению активности шлаков, особенно в присутствии СаО.входит в те же соединения, что и СаО. По данным НИИЦемента, MgO в количестве до 10 % повышает гидравлические свойства шлаков. При увеличении содержания MgO до 18 % заметно снижается активность шлака. Повышение содержания MgO свыше 18 % может вызвать неравномерность изменения объема цемента.(28 - 38 %) - компонент шлака, необходимый для образования силикатных и алюмосиликатных соединений. Если содержится много SiO2, гидравлические свойства шлака резко ухудшаются, а вязкость расплава повышается. Высококремнеземистые шлаки даже при медленном остывании сохраняют стекловидную структуру.

МnО снижает вязкость расплава и повышает его кристаллизационную способность. В небольшом количестве (до 2 - 3 %) он почти не влияет на гидравлическую активность шлака. Если МnО содержится свыше 4%, заметно ухудшаются гидравлические свойства, что объясняется повышением устойчивости шлаковых стекол в щелочной среде. Однако, как показали исследования, при горячем ходе доменной печи и повышении содержания глинозема можно получить шлаки с хорошей гидравлической активностью и относительно высоким содержанием МпО (ферромарганцевый шлак, шлак зеркального чугуна).

Железо обычно присутствует в виде FeO в количестве 1 - 3 %, на гидравлические свойства шлаков не влияет, но снижает температуру появления расплава и его вязкость.

Сера, как правило, находится в виде сульфидов кальция (CaS) 2-3 %, железа (FeS), марганца (MnS). Присутствие сульфида кальция положительно влияет на гидравлические свойства. Большое содержание сульфидов железа и марганца может вызвать саморассыпание шлаков. Основная часть сульфида кальция при взаимодействии с водой подвергается гидролизу по реакции

2CaS+2HO = Ca (HS) 2+Са(ОН)2.

Образующийся при этом Са(ОН)2 способствует активизации стекловидной составляющей шлака.и MnS, присутствуя в шлаке, могут вызывать железный или марганцевый распад. Под влиянием воды эти соединения гидролизуются с образованием гидратов закисей железа и марганца по реакции

MnS+2H2O = H2S + Mn(OH)2.

Удельный объем новообразований значительно больше объема исходных веществ, что и вызывает распад шлаков.

ТiO2 обычно содержится в незначительных количествах и на свойства шлаков не влияет. Только на Нижне-Тагильском и Чусовском металлургических заводах в шлаке ванадиевого чугуна содержится до 10 % ТiO2, а в шлаках передельных чугунов - до 3,5 - 4,0 %. Исследование высокотитанистых шлаков показало, что они характеризуются пониженной гидравлической активностью.

Соединения фосфора (P2O) в шлаках, присутствуя в небольших количествах, могут способствовать стабилизации -C2S, предотвращая распад шлаков. Однако при их значительном содержании они снижают активность шлаков и замедляют скорость схватывания шлаковых вяжущих веществ.

Табл. 3 - Химический состав гранулированных доменных шлаков различных месторождений

  +

FeO

Минералогический состав доменных шлаков.

В составе различных шлаков обнаружено свыше ста минералов. Однако лишь около 40 минералов присутствуют более или менее постоянно в рассматриваемых шлаках.

Среди шлаковых минералов известны минералы с самостоятельными гидравлическими свойствами, минералы, активизирующиеся при водотепловой обработке, и инертные - не способные к гидролизу или взаимодействию с активизаторами при температурах 20-250° С и давлении 0-40 ат..

В группе цепочечных силикатов практический интерес представляет высокотемпературная - модификация метасиликата кальция - минерал псевдоволластонит, часто встречающийся в средних и кислых доменныхм шлаках.

Псевдоволластонит -СаО • SiO2. Установлено, что в нейтральной среде при температуре 20-174° С псевдоволластонит не обладает вяжущими свойствами. Введение 15% окиси кальция приводит к схватыванию вяжущего на основе псевдоволластонита. Однако прочность образцов нормального твердения из раствора 1:3 оказалась низкой (16 кг/см2 в возрасте 28 суток). Применение тепловлажностнойой обработки способствовало незначительному повышению прочности при сжатии. Дополнительная добавка 5 % двуводного гипса не привела к улучшению вяжущих свойств псевдоволластонита, что свидетельствует об отсутствии взаимодействия -CaO-SiO2 с сернокислым кальцием.

К каркасным силикатам относится довольно распространенный минерал кислых металлургических шлаков

Анортит

Было установлено, что анортит в нейтральной среде без добавки щелочного активизатора не гидратируется. При введении 20% Са (ОН)2 наблюдается заметная активизация вяжущих свойств анортита. Установлено, что присутствие двуводного гипса обеспечивает небольшое (до 25-30%) увеличение прочности образцов при сжатии и способствует ускорению связывания введенной извести. Уменьшается также содержание гидрогранатов в цементирующем веществе, что является следствием возникновения гелевидной фазы, содержащей глинозем и сульфат кальция.

Приведенные результаты изучения влияния гипса на поведение анортита при автоклавной обработке и факт разрушения кристаллической решетки анортита при пропаривании с известью дают основание для применения сульфатно-щелочной активизации с целью получения вяжущего, твердеющего при нормальном давлении и температуре до 95° С за счет образования гидросульфоалюмината кальция.

Островные силикаты

Ортосиликат кальция у-2СаО • SiO2.

Ранее считалось, что при нормальной температуре гамма-модификация ортосиликата кальция является стабильной и самостоятельными гидравлическими свойствами не обладает.

-2CaOO2 ухудшает процесс твердения -2СаО и снижает прочность образцов.

Можно полагать, что отрицательное действие -модификации обусловлено повышением концентрации СаО в жидкой фазе за счет отщепления гидрата окиси кальция при частичном гидролизе, препятствующего гидратации более устойчивой -модификации. Повышению скорости твердения

-2СаО, наоборот, способствуют растворы солей-электролитов, а также увеличение концентрации кремнекислоты за счет введения активных добавок.

Повышение температуры до 140-150° С ускоряет процесс гидратации -модификации ортосиликата кальция и приводит к появлению, в зависимости от соотношения концентраций СаО и SiO2 в растворе, гидросиликатов кальция C2SH2 или CSH(B), а в присутствии затравок, также и C2SH(A). В условиях автоклавной обработки при температурах 150-290° С основным продуктом гидратации чистого -C2S, по данным Функа, подтвержденным Ю. М. Буттом и Б. С. Бобровым, является гидросиликат C2SH(C).

Таким образом, вяжущие свойства -модификации ортосиликата кальция в наибольшей степени проявляются при водотепловой обработке в автоклаве под давлением 8 ат (изб) и более в присутствии кислых кремнеземистых или глиноземисто-кремнеземистых добавок. Повышенная щелочность среды способствует кристаллизации гидросиликата С2SH(C), что не приводит к существенному повышению прочности изделий.

Мервинит ЗСаО

Этот сравнительно редкий минерал доменных основных шлаков изучен недостаточно.

В запаренном без добавок шлаке мервинит сохраняет прозрачность и четкие чистые грани. Не меняется также кристаллооптическая характеристика. При добавке извести отмечается появление вокруг зерен мервинита тонкой (порядка 1-1,5 мк) реакционной каймы в виде полупрозрачных гелевидных образований с ориентировочным светопреломлением 1,53.

Состав продуктов, возникающих при взаимодействии мервинита с гидратом окиси кальция, установить пока не удалось. По-видимому, имеет место замещение окиси магния более активной окисью кальция с выделением Mg(OH)2 и одновременным образованием гидросиликата кальция (C). При этом в связи с исключительно малой растворимостью Mg(OH)2 в насыщенном растворе Са, не происходит выноса гидрата окиси магния; поверхностная пленка новообразований уплотняется и преграждает доступ известкового раствора к неизмененному мервиниту.

Совместная добавка окиси кальция и тонкомолотого кварцевого песка активизует гидравлические свойства мервинита в наибольшей степени. На первом этапе запаривания, характеризующемся повышенной концентрацией СаО в жидкой фазе, происходит поверхностная гидратация мервинита с образованием двухосновного гидросиликата кальция и Mg(OH)2. На втором этапе, когда СаО связывается кварцевым песком и жидкая фаза обогащается кремнекислотой, имеет место, по нашему мнению, перекристаллизация двухосновного гидросиликата кальция в низкоосновный волокнистый гидросиликат кальция группы CSH(B) и частичное связывание Mg в гидросиликаты магния.

Монтичеллит СаО • MgO • SiO2.

Монтичеллит кристаллизуется в магнезиальных средних и основных доменных шлаках. Встречается он довольно редко..

Гидратируясь в дистиллированной воде при нормальной температуре, зерна монтичеллита покрываются тонкой пленкой гелевидной массы.

При твердении монтичеллита в нейтральной среде наблюдается частичный гидролиз с отщеплением Mg(OH)2 и образованием гелевидных продуктов, относящихя к низкоосновным гидросиликатам кальция группы CSH(B).

Введение Са(ОН)2 приводит к ускорению гидролиза монтичеллита и появлению новой кристаллической фазы, идентифицированной как гидросиликат кальция C2SH(C). Повышение основности гидросиликата кальция при гидратации монтичеллита с известью приводит к снижению прочности образцов. Добавка гипса не влияет на ход гидратации монтичеллита, так как последний химически не взаимодействует с гипсом. Повышение температуры твердения монтичеллита приводит к снижению прочности в 3-4 раза (95-110° С) и даже к разрушению образцов (175-200°С).

Таким образом, вопрос о гидравлической активности монтичеллита в условиях водотепловой обработки остался не выясненным. Следует полагать, что при правильном подборе активизаторов твердения монтичеллита и температурных условий твердения шлаки, содержащие этот минерал, могут стать полноценным сырьем для производства вяжущих веществ и строительных изделий.

Оливины 2MgO • SiO2 - 2FeO • SiO2.

Наиболее характерные и часто встречающиеся минералогические компоненты доменных шлаков.

Магнезиальные разности оливинов - форстерит и природные оливины в дунитах - не обладают гидравлическими свойствами. Они устойчивы в нейтральной и щелочной средах, но сравнительно легко разрушаются в кислой среде с отщеплением части MgO и образованием гидросиликатов магния - серпентина или талька.

Ранкинит 3CaOSiO2.

Установлено, что тонкомолотый ранкинит при длительном пребывании в дистиллированной воде подвергается медленному гидролизу. Первоначальные концентрации СаО и SiO2 в жидкой фазе соответствуют соотношению этих компонентов в минерале. Затем по достижении определенной степени пересыщения раствора наблюдается резкий рост концентрации СаО и осаждение гелевидного (субмикрокристаллического) гидросиликата с меньшей основностью.

Таким образом, следует считать ранкинит слабогидравлическим минералом, требующим для заметной гидратации и гидролиза весьма длительного времени.

При водотепловой обработке (175-200° С) без щелочной активизации ранкинит в доменных отвальных шлаках не изменяется. При введении извести и пропаривании шлакового вяжущего признаков изменения ранкинита также не отмечается. Лишь, автоклавная обработка при повышенном давлении (8-16 ат, a еще лучше 40 ат) приводит к взаимодействию ранкинита с известью. Дополнительное введение гипса не улучшает вяжущие свойства ранкинита.

Учитывая слабую адгезионную способность пластинчатого гидросиликата C2SH(A), следует для повышения прочности вяжущих автоклавного твердения на основе ранкинитовых шлаков обеспечивать перевод этого соединения в низкоосновные волокнистые гидросиликаты группы CSH(B) путем быстрого снижения концентрации СаО в жидкой фазе. Практически это достигается связыванием извести тонкомолотым кварцевым песком или другими кислыми добавками. Таким образом, для максимальной активизации вяжущих свойств ранкинита при запаривании целесообразно совместное введение извести и кремнеземистой добавки. Использование шлаков с преобладанием ранкинита в условиях пропаривания изделий не рекомендуется.

Мелилиты 2СаО • А12О3 • SiO2 (геленит) - 2СаО • MgO - 2SiO2 (окерманит).

Мелилиты являются наиболее распространенной кристаллической фазой доменных шлаков. Чаще встречается алюминатный мелилит, близкий к гелениту. С повышением содержания MgO в шлаке возрастают роль и содержание магнезиальной (окерманитовой) составляющей мелилита.

Геленит без добавок активизаторов практически не гидратируется, хотя в препаратах и появляются в очень малом количестве кристаллические анизотропные новообразования со средним светопреломлением 1,542 ±0,003.

Введение щелочной добавки в виде окиси кальция резко активизирует скрытые вяжущие свойства геленита уже при нормальных условиях твердения (20° С), способствуя появлению гелевидных и, частично, мелкокристаллических анизотропных новообразований, относящихся к гидрату геленита C2AS • nН2О.

Совместное воздействие .гипса и извести при твердении в нормальных условиях приводит к медленному разрушению кристаллической решетки геленита. При этом глинозем связывается в труднорастворимое комплексное соединение - гидросульфоалюминат кальция, имеющее состав

СаО 3CaSO4 1 - 32 , а кремнезем образует гелевидные гидросиликаты кальция неустановленного состава. Повышение температуры твердения до 95° С способствует ускорению кристаллизации гидросульфоалюмината кальция в виде иголок и тонковолокнистой массы, хорошо видимых в иммерсионном препарате под обычным микроскопом.

При автоклавной обработке смесей геленита, гипса и извести образование гидросульфоалюмината кальция не наблюдается. В этих условиях гипс переходит ангидрит, и за счет взаимодействия геленита с гидратом окиси кальция кристаллизуются гидрогранаты.

Гидратация мелилита (содержащего 80% алюминатной и 20% магнезиальной составляющих) изучена Ю. М. Буттом; А. А. Манером и Б. Г. Варшалом. Мелилит указанного состава в дистиллированной воде при отсутствии активизаторов не гидратируется. Добавка окиси кальция способствует твердению измельченного мелилита при пропаривании и запаривании в автоклаве, обусловленному взаимодействием этих компонентов с кристаллизацией гидрогранатов среднего состава C3AS12 H3,6 . При этом появление гелевидной фазы не отмечалось.

Влияние гипса на гидратацию мелилита не изучалось. Можно полагать, что при совместном воздействии извести и гипса на мелилит с преобладанием алюминатной (геленитовой) составляющей при температурах 20-95° С должна кристаллизоваться, хотя и с меньшей скоростью, высокосульфатная форма гидро-сульфоалюмината кальция.

Окерманит в нормальных условиях и нейтральной среде не гидратируется. Пропаривание при температуре 95° С, а особенно автоклавная обработка при 8-16 ат, способствуют твердению образцов за счет появления гелевидной фазы, цементирующей частицы неизмененного минерала и относящейся к гидросиликату кальция CSH(B).

Введение Са(ОН)2 активизирует вяжущие свойства окерманита уже при нормальном твердении. С повышением температуры твердения прочность образцов снижается, что обусловлено поглощением извести и кристаллизацией двухосновного гидросиликата кальция C2SH(A).

Приведенные данные показывают, что гидравлические свойства мелилита с преобладанием алюминатной составляющей наилучшим образом активизируются: при нормальном твердении- добавкой извести и 5-15% гипса для формирования гидросульфоалюмината кальция; при водотепловой обработке - введением извести и 2-5% гипса с целью кристаллизации гидрогранатов.

Мелилит с преобладанием магнезиальной составляющей будет, по-видимому, лучше твердеть в условиях низкой концентрации СаО, т. е. при введении извести совместно с активной кремнеземистой добавкой и при повышенных температурах, когда происходит выделение и достигается стабильность гидросиликата кальция CSH (В).

В доменных шлаках повсеместно присутствует сульфид кальция- ольдгамит. Остальные сульфиды - MnS (алабандин) и FeS (троилит) - отмечаются в шлаках черной металлургии значительно реже и в весьма малых количествах.

Практическое значение среди сульфидов имеют CaS, MnS и FeS, кристаллизующиеся в виде точечных включений с размером от долей микрона до 2-3 мк, и дендритов.

Показатели качества шлаков.

Модуль основности (гидравлический модуль).

В зависимости от соотношения основных и кислых оксидов шлаки делятся на основные и кислые. К основным относятся шлаки, имеющие модуль основности больше единицы, к кислым - шлаки с модулем основности меньше единицы.

Гидравлическая активность доменных шлаков в большинстве случаев с увеличением модуля основности возрастает.

Модуль активности

 =0,1….0,7

Чем выше модуль активности тем больше скорость набора прочности. Также с увеличением модуля активности возрастает гидравлическая активность шлаков.

Коэффициент качества

По ГОСТ 3476-74, гидравлическая активность гранулированных доменных и электротермофосфорных шлаков должна оцениваться коэффициентом качества.

Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения доменных гранулированных шлаков.

Осуществляются по ГОСТ 3476-74.

. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

.1. Оценка гидравлических свойств доменного гранулированного шлака определяется при помощи коэффициента качества (К), который определяется по формулам:

при содержании окиси магния до 10 %:

;

при содержании окиси магния более 10 %:

1.2. В зависимости от коэффициента качества и химического состава доменные гранулированные шлаки подразделяются на три сорта, указанные в таблице.

Табл. 4 - Характеристики доменных гранулированных шлаков

.3. Влажность шлаков устанавливается по договоренности между поставщиком и потребителем.

.4. Количество камневидных кусков шлака (не подвергшихся грануляции) в партии не должно быть более 5 % по весу. Размеры таких кусков не должны превышать 100 мм по наибольшему измерению.

. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ

.1. Шлаки должны быть приняты службой технического контроля предприятия-изготовителя.

.2. Поставку и приемку шлаков производят партиями.

.3. Размер партии устанавливают в количестве 500 т. Поставку шлака в количестве менее 500 т считают целой партией.

.4. Определение количества поставляемого шлака производят по массе (в пересчете на сухой шлак). Взвешивание шлака, отгружаемого в вагонах или автомашинах, производят на железнодорожных и автомобильных весах. Массу шлака, отгружаемого в судах, определяют по осадке суда.

.5. Потребитель имеет право производить контрольную проверку соответствия шлака требованиям настоящего стандарта, применяя при этом указанный ниже порядок отбора проб.

.6. Для контрольной проверки качества шлака от каждой партии отбирают среднюю пробу в количестве 10 кг.

.7. Отобранную от партии пробу тщательно перемешивают, квартуют и делят на две равные части. Одну из этих частей (0,5 кг) подвергают испытаниям по показателям, предусмотренным в разд. 1, другую, в количестве 1 кг, хранят в течение одного месяца в герметически закрытой таре на случай повторного испытания.

.8. Для контрольной проверки качества шлака каждой партии, отгружаемой железнодорожным транспортом, отбирают щупом не менее чем из пяти разных мест вагона (по углам и в центре) из среднего слоя шлака пробы примерно по 2 кг каждая.

.9. Для контрольной проверки качества шлака каждой партии, отгружаемого водным транспортом, отбирают от каждой части партии размером не более 10 т шлака одну пробу, затем все пробы тщательно смешивают и отбирают среднюю пробу весом около 10 кг. Отбор проб производится при погрузке или выгрузке судна с транспортных лент или другого вида погрузочно-разгрузочных средств.

.10. Для контрольной проверки качества шлака, отгружаемого автомобильным транспортом, отбирают от каждой части партии размером не более 100 т шлака одну пробу. Каждую пробу отбирают не менее чем из пяти автомобилей.

.11. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторное испытание по этому показателю, для чего отбирают удвоенное количество шлака. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

.12. Химический анализ шлака производят по ГОСТ 5382-73.

.13. Для определения влажности шлака навеску в 100 г высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 - 110 °С до постоянной массы.

Влажность шлака W в процентах вычисляют по формуле

,

где т1 - масса шлака до высушивания (при навеске 100 г);- масса шлака после высушивания.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов трех определений.

. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

.1. Шлаки транспортируют навалом.

.2. Партия поставляемого шлака сопровождается паспортом, в котором указывают:

наименование и адрес предприятия-изготовителя;

номер и дату выдачи;

номер вагонов и накладных;

номер партии и ее массу;

сорт доменного шлака;

химический состав и влажность;

обозначение настоящего стандарта.

.3. Шлаки должны транспортироваться и храниться раздельно по сортам.

. ГАРАНТИИ ПОСТАВЩИКА

.1. Поставщик должен гарантировать соответствие шлаков требованиям настоящего стандарта.

. Гипсовый камень.

Природный гипс или гипсовый камень - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция . Гипсовый камень представляет собой минерал светлого цвета, иногда окрашенный примесями в серый или желтоватые цвета.

Плотные образования гипса называют гипсовым камнем. По внешнему виду и строению горной породы различают кристаллический прозрачный гипс, гипсовый шпат, тонковолокнистый гипс с шелковистым отливом (селенит), и зернистый гипс (алебастр).

Гипсовые породы содержат обычно некоторое количество примесей глины, песка, известняка, битуминозных веществ и др.

Чистый гипс белого цвета, примеси придают ему различные оттенки. Небольшое количество примесей, равномерно распределенных в гипсе, заметно не ухудшают качество вяжущих. Вредное влияние оказывают крупные включения.

Твердость гипса по шкале Маоса-2, плотность 2,2-2,4 г/, растворимость - 2,05 г/л. Гипс плохой проводник теплоты, его теплопроводность составляет 0,298 . Кристаллизуется  в виде призм моноклинной сигнолии и обладает совершенной спайностью в одном направлении.

В данном случае используется, при производстве сульфатно-шлакового вяжущего используется гипсовый камень 3-го сорта, фракции 40-60мм, влажность W<4%.

Химический состав.

Химический состав гипсового камня покажем на примере Кунгурского месторождения (Пермский край) (Таблица 2).

Табл. 5 - Химический состав гипсового камня

CaO                MgO кристалл-

Минералогический состав.

- двуводный гипс.

Табл. 6 - Теоретический состав гипса

Показатели качества гипсового камня.

Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения сырьевых материалов.

По ГОСТ 4013-82.

.ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

.1. Гипсовый и гипсоангидритовый камень, используемый для производства вяжущих материалов, должен соответствовать требованиям настоящего стандарта. Добыча и переработка камня производится по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

.2. Гипсовый камень по содержанию гипса и гипсоангидритовый камень по суммарному содержанию гипса и ангидрита в пересчете на гипс подразделяют на сорта, указанные в таблице.

Содержание гипса в гипсовом камне определяют по кристаллизационной воде, а в гипсоангидритовом камне - по серному ангидриту ().

.3. Для производства гипсовых вяжущих должны поставлять только гипсовый камень,

а для производства цемента - гипсовый и гипсоангидритовый камень. В гипсоангидритовом камне должно быть не менее 30 % гипса ().

Для производства гипсовых вяжущих, применяемых в фарфоро-фаянсовой, керамической и медицинской промышленности, а также белого, декоративного и гипсоглиноземистого расширяющегося цемента должны поставлять только гипсовый камень 1-го сорта.

Табл. 7 - Характеристики гипсового камня в зависимости от сорта

1.4. Гипсовый и гипсоангидритовый камень применяют в зависимости от размера фракции:

-300 мм - гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих;

-60 мм - гипсоангидритовый и гипсовый камень для производства цемента.

Примечание. По согласованию с потребителем допускается поставка камня других фракций с максимальным размером не более 300 мм.

.5. Для фракции 60 - 300 мм содержание камня размером менее 60 мм не должно превышать 5 %, а более 300 мм - 15 %, при этом максимальный размер камня не должен превышать 350 мм.

.6. Фракции размером 0-60 мм не должны содержать камня размером 0-5 мм более 30 %.

В отдельных случаях по согласованию с потребителем доля содержания фракции размером 0 - 5 мм допускается более 30 %, но не должна превышать 40 %.

. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

.1. Камень должен быть принят техническим контролем предприятия-изготовителя.

.2. Приемку и поставку камня осуществляют партиями. В состав партии включают камень одного вида, сорта и фракции.

.3. При отгрузке камня железнодорожным и водным видами транспорта размер партии устанавливают в зависимости от годовой мощности карьера:

т - при годовой мощности до 1000000 т;

т » » » свыше 1000000т.

Допускается отгружать партии камня меньшей массы.

.4. При отгрузке камня автомобильным транспортом партией считают количество камня одного сорта и одной фракции, отгружаемого одному потребителю в течение суток.

.5. Количество поставляемого камня определяют по его массе. Камень, отгружаемый в вагонах или автомобилях, взвешивают на железнодорожных и автомобильных весах. Массу камня, отгружаемого в судах, определяют по осадке судна.

.6. Изготовитель должен определять фракционный состав камня не менее одного раза в квартал, а также при замене технологического оборудования или переходе из одного забоя в другой при разработке пласта гипсового камня.

.7. Потребитель имеет право проводить контрольную проверку соответствия камня требованиям настоящего стандарта, применяя при этом приведенный ниже порядок отбора проб и методы испытаний. Потребитель отбирает пробы после разгрузки транспортных средств, изготовитель - перед или во время погрузки.

.8. Пробы отбирают не менее чем из 10 мест равными частями на различной глубине при отгрузке железнодорожным или водным видам транспорта, а при отгрузке автомобильным транспортом - не менее чем из 5 машин.

.9. Минимальную массу общей пробы определяют в зависимости от максимального размера фракции:

кг - при максимальном размере фракции 60 мм;

кг » » » » 300мм.

.10. Если при испытании пробы получены неудовлетворительные результаты, проводят повторные испытания пробы камня, отобранной из той же партии.

При неудовлетворительных результатах повторных испытаний партия приемке не подлежит.

. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

.1. Гипсовый и гипсоангидритовый камень поставляют навалом всеми видами транспортных средств.

.2. Камень транспортируют железнодорожным транспортом в соответствии с Правилами перевозок грузов и Техническими условиями погрузки и крепления грузов, утвержденными Министерством путей сообщения.

.3. Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую отгружаемую партию документом о качестве установленной формы, в котором указывают:

наименование и адрес предприятия-изготовителя;

наименование камня;

номер партии, дату отправки и объем партии;

сорт, размер фракции;

обозначение настоящего стандарта.

.4. Гипсовый камень, предназначенный для производства гипсовых вяжущих, применяемых в фарфоро-фаянсовой, керамической и медицинской промышленности, а также белого, декоративного и гипсоглиноземистого расширяющегося цемента, должен храниться у потребителя в закрытых складах.

.5. При транспортировании и хранении камень должен быть защищен от загрязнения посторонними примесями.

.3 Известь комовая (доломитовая).

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящей преимущественно из оксида кальция.

Химическая формула CaO.

Качество сульфатно-шлакового цемента определяется, главным образом, свойствами исходного доменного шлака и не зависит столь существенно от качества остальных сырьевых материалов (возбудителей). Тем не менее применение извести 1-го сорта предпочтительно.

В данном случае используется доломитовая комовая известь 3 сорта.

Вещественный, химический, минералогический состав

Показатели качества.

Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения.

ГОСТ 9179-77.

. КЛАССИФИКАЦИЯ

.1. Строительная известь в зависимости от условий твердения подразделяется на воздушную, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях, и на гидравлическую, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе, так и в воде.

.2. Воздушную негашеную известь в зависимости от содержания в ней окислов кальция и магния подразделяют на кальциевую, магнезиальную и доломитовую.

.3. Воздушная известь подразделяется на негашеную и гидратную (гашеную), получаемую гашением кальциевой, магнезиальной и доломитовой извести.

.4. Гидравлическую известь подразделяют на слабогидравлическую и сильногидравлическую.

.5. По фракционному составу известь подразделяют на комовую, в том числе дробленую, и порошкообразную.

.6. Порошкообразную известь, получаемую размолом или гашением (гидратацией) комовой извести, подразделяют на известь без добавок и с добавками.

.7. Строительную негашеную известь по времени гашения подразделяют на быстрогасящуюся - не более 8 мин, среднегасящуюся - не более 25 мин, медленногасящуюся - более 25 мин.

. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

.1. Строительную известь следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

.2. Материалы, применяемые при производстве строительной извести: карбонатные породы, минеральные добавки (гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки, активные минеральные добавки, кварцевые пески), должны удовлетворять требованиям соответствующих действующих нормативных документов.

.2.1. Минеральные добавки вводят в порошкообразную строительную известь в количествах, допускаемых требованиями к содержанию в ней активных СаО + МgО по п. 2.4.

.3. Воздушная негашеная известь без добавок подразделяется на три сорта: 1, 2 и 3; негашеная порошкообразная с добавками - на два сорта: 1 и 2; гидратная (гашеная) без добавок и с добавками на два сорта: 1 и 2.

.4. Воздушная известь должна соответствовать требованиям, указанным в табл. 8.

Табл. 8 - Характеристика воздушной извести

Примечания:

. В скобках указано содержание МgO для доломитовой извести.

. СО2 в извести с добавками определяют газообъемным методом.

. Для кальциевой извести 3-го сорта, используемой для технологических целей, допускается по согласованию с потребителями содержание непогасившихся зерен не более 20 %.

.4.1. Влажность гидратной извести не должна быть более 5 %.

.4.2. Сортность извести определяют по величине показателя, соответствующего низшему сорту, если по отдельным показателям она соответствует разным сортам.

. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

.1. Известь должна быть принята отделом технического контроля предприятия-изготовителя.

.2. Известь принимается и отгружается партиями. Размер партии устанавливается в зависимости от годовой мощности предприятия в следующем количестве:

т - при годовой мощности до 100 тыс. т;

т-      „       „ „     св. 100 до 250 тыс. т;

т-      „       „ „     „ 250 тыс. т.

Допускается приемка и отгрузка партий и меньшей массы.

.3. Массу поставляемой извести определяют взвешиванием в транспортных средствах на железнодорожных и автомобильных весах. Массу извести, отгружаемой в судах, определяют по осадке судна.

.4. Предприятие-изготовитель производит приемку и паспортизацию продукции и назначает вид и сорт извести на основании данных заводского технологического контроля производства и данных текущего контроля отгружаемой партии.

Журналы с данными текущего контроля отгружаемой партии, используемые для приемки продукции, должны быть пронумерованы и опечатаны гербовой печатью.

.4.1. Заводской технологический контроль производства осуществляют в соответствии с технологическим регламентом.

.4.2. Текущий контроль качества отгружаемой партии осуществляют по данным испытания общей пробы. Общую пробу составляют не менее чем за две смены работы предприятия и не менее чем из восьми разовых проб. Пробы отбирают для комовой извести - от транспортных средств подачи продукции на склад, для порошкообразной - от каждой мельницы или гидратора, работающих в данный силос. Общую пробу для комовой извести составляют массой 20 кг, порошкообразной - 10кг. Отбор разовых проб осуществляют равномерно и в равных количествах. Общую пробу комовой извести измельчают до размеров кусков не более 10 мм.

.4.3. Пробы, отобранные для текущего контроля отгружаемой партии, тщательно смешивают, квартуют и делят на две равные части. Одну из этих частей подвергают испытаниям для определения показателей, предусмотренных стандартом, другую - помещают в герметически закрываемый сосуд и хранят в сухом помещении на случай необходимости контрольных испытаний.

.5. Контрольную проверку качества извести осуществляют государственные и ведомственные инспекции по качеству или потребитель, применяя при этом указанный порядок отбора проб.

.5.1. От каждой партии отбирают общую пробу, получаемую объединением и тщательным смешением разовых проб. Общая проба для комовой извести составляет 30 кг, для порошкообразной - 15кг.

.5.2. При отгрузке извести навалом пробу отбирают в момент погрузки или выгрузки, при отгрузке извести в таре - со склада готовой продукции или при разгрузке у потребителя.

.5.3. При поставке извести навалом в вагонах пробу отбирают равными долями из каждого вагона; при поставке извести автомобильным транспортом - равными долями от каждых 30 т извести; при поставке извести в мешках - равными долями из 10 мешков, отобранных случайным образом от каждой партии; при поставке водным транспортом - с транспортных лент или другого вида погрузочно-разгрузочных средств.

.5.4. Отобранную общую пробу извести подвергают испытаниям для определения показателей, предусмотренных настоящим стандартом.

.5.5. При контрольной проверке качества известь должна соответствовать всем требованиям настоящего стандарта для данного вида и сорта.

. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

.1. Комовую известь отгружают навалом, порошкообразную - навалом или в бумажных мешках по ГОСТ 2226. Допускается с согласия потребителя применять четырехслойные бумажные мешки.

.2. Для определения средней массы мешков брутто одновременно взвешивают 20 мешков с известью, отобранных случайным образом, и результат делят на 20. Среднюю массу мешка нетто определяют, вычитая из массы брутто среднюю массу нетто мешка. Отклонение средней массы мешков с известью нетто от указанной на упаковке не должно превышать ±1 кг.

.3. Изготовитель одновременно с отгрузочными реквизитами обязан направлять каждому потребителю извести паспорт, в котором должны быть указаны:

название предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак;

дата отгрузки извести;

номер паспорта и партии;

масса партии;

полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, показатели соответствия продукции требованиям настоящего стандарта;

время и температура гашения;

вид и количество добавки;

обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

Кроме того, в каждую транспортную единицу должен быть вложен ярлык, в котором указывают: название предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак, полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

.4. При отгрузке извести в бумажных мешках на них должно быть обозначено: название предприятия и (или) его товарный знак, полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

.4.1. Допускается замена всех обозначений на мешках цифровыми кодами, согласованными с потребителем.

.4.2. При отгрузке извести одного наименования и сорта повагонными поставками в бесперевалочном железнодорожном сообщении допускается наносить маркировку только на мешки, уложенные у дверей вагона с каждой стороны в количестве не менее четырех.

.5. Изготовитель обязан поставлять известь в исправном и очищенном транспортном средстве.

.6. При транспортировании и хранении известь должна быть защищена от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями.

.6.1. Известь транспортируют крытым транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида. Допускается с согласия потребителя поставка комовой извести в цельнометаллических полувагонах и открытых автомашинах при условии сохранения ее качества и принятия необходимых мер против распыления и воздействия атмосферных осадков.

.6.2. Известь следует хранить и транспортировать раздельно по видам и сортам.

. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

.1. Изготовитель гарантирует соответствие извести требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий ее транспортирования и хранения.

.2. Гарантийный срок хранения извести - 30 сут со дня ее отгрузки потребителю.

1.5 Показатели качества сульфатно-шлакового вяжущего

Основные.

К основным показателям сульфатно-шлакового цемента относятся:

.Тонкость помола.

.Нормальная густота.

.Сроки схватывания.

.Марка.

.Равномерность изменения объема.

.Вещественный состав, привязанный к какой-либо характеристике шлака.

Тонкость помола.

Тонкий помол является очень эффективным средством дополнительной активизации шлака, поэтому сульфатно-шлаковый цемент следует молоть по меньшей мере до 5%, а в отдельных случаях и до 2-3% остатка на сите № 0,09.

Определение тонкости помола сульфатно-шлакового вяжущего производят по ГОСТ 310.2-76.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА ПО ОСТАТКУ НА СИТЕ

.1. Аппаратура

.1.1. Сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613.

Сетка должна быть хорошо натянута и плотно зажата в цилиндрической обойме. Сетку сита периодически осматривают в лупу. При обнаружении каких-либо дефектов в сетке (дырки, отход ткани от обоймы и т. д.) ее немедленно заменяют новой.

.1.2. Прибор для механического или пневматического просеивания цемента.

Указанные приборы должны отвечать требованиям соответствующих технических условий.

.2. Проведение испытаний

.2.1. Пробу цемента, подготовленную по ГОСТ 310.1, высушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110°С в течение 2,ч.и охлаждают в эксикаторе.

.2.2. При использовании прибора для механического просеивания отвешивают 50 г цемента с точностью до 0,05 г и высыпают его на сито. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. Через 5-7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент, прочищают сетку с нижней стороны мягкой кистью, вставляют донышко и продолжают просеивание.

.2.2.1. Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента.

Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумагу в течение 1 мин.

.2.3. Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой № 008 в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы с точностью до 0,1 %.

.2.4. При использовании приборов для пневматического просеивания испытания выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

.2.5. При отсутствии в лаборатории приборов для механического или пневматического просеивания цемента допускается производить ручное просеивание.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА ПО УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

.1. Определение тонкости помола цемента по удельной поверхности выполняется факультативно.

.2. Аппаратура

.2.1. Прибор Ле-Шателье (чертеж).

.2.2. Прибор для определения удельной поверхности методом воздухопроницаемости типа ПСХ, выпускаемый по соответствующим техническим условиям.

.3. Определение плотности цемента

.3.1. Прибор Ле-Шателье, закрепленный в штативе, помещают в стеклянный сосуд с водой так, чтобы вся его градуированная часть была погружена в воду. Необходимо, чтобы при отсчетах уровня жидкости в приборе температура воды в сосуде соответствовала температуре, при которой производили градуировку прибора.

.3.2. Прибор наполняют обезвоженным керосином до нижней нулевой черты по нижнему мениску. После этого свободную от керосина часть прибора (выше нулевой черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги.

.3.3. От пробы цемента по п. 1.2.1 отвешивают с точностью до 0,01г 65 г цемента и высыпают его в прибор ложечкой через воронку небольшими равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не поднимется до одного из делений в пределах верхней градуированной части прибора.

Для удаления пузырьков воздуха прибор с содержимым вынимают из сосуда с водой и поворачивают его в наклонном положении в течении 10 мин на гладком резиновом коврике. После чего прибор снова помещают в сосуд с водой не менее чем на 10 мин и производят отсчет уровня жидкости в приборе.

.3.4. Плотность цемента (gц), г/см3, вычисляют по формуле

где mц - навеска цемента, г;- объем жидкости, вытесненный цементом, см3.

Плотность испытуемого цемента вычисляют с точностью до 0,01 г/см3 как среднее арифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.

.3.5. Допускается использование других методов определения плотности, обеспечивающих в соответствии с действующими для них инструкциями точность не менее ±0,01 г/см3.

.4. Определение удельной поверхности цемента

.4.1. Пробу цемента для испытаний готовят по п. 1.2.1.

.4.2. Удельную поверхность цемента определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

Для проведения расчетов используют величину плотности цемента, определенную по п. 2.3.

Нормальная густота.

Нормальная густота-количество воды затворения в % от массы цемента.

В среднем составляет 50-60%.

Определение нормальной густоты производят по ГОСТ 310.3-76.

Сроки схватывания.

Сроки схватывания сульфатно-шлакового цемента находятся в пределах, установленных для других цементов: начало не ранее 30 минут, конец не позднее 10 ч.

Сроки схватывания определяют по ГОСТ 310.3-76.

Равномерность изменения объема.

Испытание данного вяжущего на равномерность изменения объема проводят по ГОСТ 310.3-76.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

По ГОСТ 310.3-76.

.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком.

Кольцо к прибору Вика.

Мешалка для приготовления цементного теста.

.1.1. Прибор Вика имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопор-нос устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 6.

При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

.1.2. Кольцо к прибору Вика и пластинка, на которую устанавливают кольцо, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала.

.1.3. Мешалка для приготовления цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

.1.4. При отсутствии в лаборатории механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы, изготовленную из нержавеющей стали.

Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали.

.2. Проведение испытаний

.2.1. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

.2.2. Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 310.1.

.2.3. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасая пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

.2.4. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

.2.5. После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения, стержня производят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п. 1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

.1. Аппаратура

Аппаратура - по п. 1.1.

Автоматический прибор для определения сроков схватывания.

.2.Проведение испытаний

.2.1. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора, как указано в п. 1.2.3. Кроме того, проверяют чистоту, поверхности и отсутствие искривлении иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп. 1.2.4 и 1.2.5. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

.2.2. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента прилипания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

.2.3. Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

.1. Аппаратура

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа.

Бачок для испытания кипячением.

Ванна с гидравлическим затвором.

.1.1. Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

.1.2. Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов изготавливают из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.

.2. Проведение испытаний

.2.1. Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты.

Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диаметром 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

.2.2. Приготовленные по п. 3.2.1 лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением.

.2.3. По истечении времени хранения по п. 3.2.2. две цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок, с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

.2.4. Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек не обнаружено радиальных, доходящих до краев, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки, при этом обнаруживаемые искривления не должны превышать 2 мм на краю или в середине лепешки. Допускается в первые сутки после испытаний появление трещин усыхания, не доходящих до краев лепешек, при условии сохранения звонкого звука при постукиваний лепешек одна о другую. Образцы лепешек, выдержавших и не выдержавших испытание на равномерность изменения объема, приведены на черт. 8.

.2.5. В случае, когда содержание оксида магния MgО в клинкере, из которого был изготовлен испытуемый цемент, составляет более 5 %, следует дополнительно провести испытание равномерности изменения объема в автоклаве. Это испытание проводят только для цементов, выдержавших испытание по п. 3.2.3.

Лепешку из теста, приготовленную по п. 3.2.1 и хранимую по п. 3.2.2, вместо кипячения подвергают обработке в автоклаве по следующему режиму: подъем давления от атмосферного до 2,1 МПа - в течение 60-90 мин, выдержка при давлении 2,1 МПа - в течение 3 ч, снижение давления от 2,1 МПа от атмосферного - около 60 мин. После этого лепешку извлекают из автоклава, охлаждают до температуры помещения и немедленно ее осматривают.

Марка по прочности

Марку сульфатно-шлакового цемента определяют по пределу прочности при изгибе и сжатии образцов. Испытания образцов производят по ГОСТ 310.4-81.

Прочность на сжатие сульфатно-шлакового цемента, определяется испытанием образцов из раствора жесткой консистенции состава 1 :3 (по массе), в возрасте 28 суток.

Марка данного сульфатно-шлакового цемента принята 100,200 (ГОСТ 310.4)

Табл. 9 - Показатели прочности сульфатно-шлаковы вяжцщих

. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

.1. Определение консистенции цементного раствора

.1.1. Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г нормального песка по ГОСТ 6139, 500 г и 200 г воды (В/Ц=0,40). Компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу лопастной мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.

При использовании бегунковой мешалки отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком лопатой в течение 1 мин.

Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц=0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 1 мин.

.1.1.1. При применении бегунковой мешалки допускается перемешивать цемент и песок до и после приливания воды в мешалках, обеспечивающих хорошее перемешивание раствора и не изменяющих зерновой состав песка.

.1.2. При применении бегунковой мешалки раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и перемешивают в последней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

.1.3. Форму-конус с центрирующим устройством устанавливают на диск встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью.

.1.4. По окончании перемешивания заполняют раствором форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз.

После уплотнения верхнего слоя избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к торцевой поверхности конуса, заглаживая с нажимом раствор вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Нож предварительно протирают влажной тканью.

.1.5. Раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию и двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм.

Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний.

.2. Определение предела прочности при изгибе и сжатии

.2.1. Непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазывают тонким слоем солидола или другой густой смазки.

На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.

.2.2. Для определения прочностных характеристик цементов изготавливают образцы-балочки из цементного раствора, приготовленного как указано в пп. 2.1.1 и 2.1.2, с В/Ц=0,40 и консистенцией, характеризуемой расплывом конуса 106-115 мм. Если при В/Ц=0,40 расплыв конуса менее 106 или более 115 мм, образцы изготовляют при водоцементном отношении, определенном по п. 2.1.5.

.2.3. Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма).

.2.4. Для уплотнения, раствора форму балочек с насадкой, подготовленную по п. 2.2.1, закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Допускается устанавливать две формы, симметрично расположенные относительно центра виброплощадки, при условии одновременного их заполнения.

Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки и избыток раствора удаляют ножом расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая, с нажимом раствор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предварительно должен быть протерт влажной тканью.

.2.5. После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90 %.

Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура ее при замене должна быть (20±2)°С; как и при хранении образцов.

.2.6.1. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки их без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч, указывая этот срок в рабочем журнале.

.2.7. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.

.2.8. Определение предела прочности при изгибе

Образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении.Образцы испытывают в соответствии с инструкцией, приложенной к прибору.

.9.9. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение двух наибольших результатов испытания трех образцов.

.2.10. Определение предела прочности при сжатии

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочек помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.

.2.11. Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см2) т. е. на 25 см2.

.2.12. Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов испытания 6 образцов.

.3. Определение прочности цемента при пропаривании

.3.1. Образцы для определения прочности цемента, при пропаривании изготовляют в соответствии с пп. 2.1 и 2.2. Для предохранения поверхности образца от попадания конденсата формы накрывают пластинами, выполненными из коррозионно-стойких материалов и не оказывающими давления на образцы. Формы с образцами помещают в пропарочную камеру, где выдерживают в течение (120±10) мин при температуре (20±3)°С (при отключенном подогреве).

.3.2. Пропарку ведут по следующему режиму:

равномерный подъем температуры до (85±5)°С ... (180± 10) мин

изотермический прогрев при температуре (85±5)°С ... (360±10) мин

остывание образцов при отключенном подогреве ... (120±10) мин.

Затем открывают крышку камеры.

.3.3. Через (24 ± 2) ч с момента изготовления образцы расформовывают и сразу же испытывают в соответствии с п. 2.2.

Вещественный состав

Для производства данного сульфатно- шлакового цемента используется кислый шлак (слабо кислый) ,M=0,3. Согласно этим характеристикам шлака при производстве сульфатно-шлакового цемента оптимальное сочетание сырьевых компонентов будет таким 85%-шлак, 13%-двуводный гипс, воздушная известь 2%.[1]

Вспомогательные.

Плотность сульфатно- шлакового цемента- 2,9-3,1 г/см.

Объемная масса в рыхлом состоянии 900-1000, а в уплотненном состоянии 1500-1600 кг/см.

Тепловыделение при схватывании. Выделение тепла вследствие экзотермических процессов при схватывании и в начале твердения сульфатно-шлакового цемента значительно ниже, чем у глиноземистого цемент, портландцемента и шлако-портландцемента.

Химическая стойкость. . Сульфатно-шлаковый цемент обладает высокой стойкостью

против разрушающего действия мягкой пресной, морской и минерализованных (особенно сульфатных) вод, значительно превосходя в этом отношении портландцемент, пуццолановый портландцемент и шлако-портландцемент и приближаясь к

глиноземистому цементу. Эта ценная особенность сульфатно-шлакового цемента объясняется его химическим и минералогическим составом, а также своеобразным характером процессов и природой продуктов твердения.

Водонепроницаемость. При сравнительном испытании различных цементов на водонепроницаемость вода под давлением 1-3 ат в течение 2-14 мин. проникала через цилиндрические бетонные образцы 10X23 см из глиноземистого цемента, портландцемента и шлако-портландцемента, но не проходила пол. давлением 15 ат в течение трех часов сквозь образны из сульфатно-шлакового цемента. (Гипроцемент).

Расширение, усадка. Возникающие при кристаллизации сульфоалюмината из растворенных компонентов расширяющие напряжения, будучи слишком незначительными для оказания разрушительного действия, достаточны, однако, для того, чтобы полностью или, по крайней мере, частично компенсировать сокращение объема твердеющего на воздухе цемента вследствие усадки. Поэтому сульфатно-шлаковым цементам чаще свойственно отсутствие усадки или даже незначительное объемное расширение при твердении - обстоятельство, чрезвычайно благоприятное для некоторых областей строительной практики, в которых предпочтительно применение безусадочных и расширяющихся цементов.

.6 Анализ существующих технологических схем производства

Первая технологическая линия.

Производство сульфатно-шлакового цемента при использовании извести значительно проще шлако-портландцементного производства с полным производственным циклом. Организуется оно, подобно производству известково-шлакового цемента, по схеме, приведенной на рис 2, и обычно включает следующие операции:

.Складирование сырьевых материалов - гранулированного доменного шлака, гипса или ангидрита и портландцементного клинкера или извести;

.Подготовку сырья - сушку доменного шлака и дробление гипса или ангидрита и клинкера или извести;

.Дозирование подготовленных сырьевых материалов и совместный помол их на сульфатно-шлаковый цемент;

.Cкладирование и отгрузку цемента.

Совместный помол компонентов этого цемента наиболее прост и экономичен; он обеспечивает тесное смешение компонентов и дает неизменно высокое при данном сырье качество продукции.

Если применяется гипс, то весьма важное значение приобретают полное высушивание шлака и непрерывная, сильная аспирация мельницы. Когда применяют ангидрит, то используют природный ангидрит или искусственный продукт, получаемый обжигом гипса при 600-800°.

При использовании вместо клинкера воздушной извести, что по указанным выше, причинам практикуется довольно редко, ее вводят в состав цемента непосредственно в виде кипелки, или, чаще, после предварительного гашения в пушонку. Для технологии сульфатно-шлакового цемента особенно важным является надлежащее качество и однородность сырья.

Рисунок 1 - Схема производства сульфатно-шлакового цемента при использовании извести.

Совместный помол компонентов этого цемента наиболее прост и экономичен; он обеспечивает тесное смешение компонентов и дает неизменно высокое при данном сырье качество продукции.

Если применяется гипс, то весьма важное значение приобретают полное высушивание шлака и непрерывная сильная аспирация мельницы. Когда применяют ангидрит, то используют природный ангидрит или искусственный продукт, получаемый обжигом гипса при 600-800°.

При использовании воздушной извести, ее вводят в состав цемента непосредственно в виде кипелки, или, чаще, после предварительного гашения в пушонку. Для технологии сульфатно-шлакового цемента особенно важны надлежащее качество и однородность сырья, температурные пределы сушки шлака, точность дозировочной аппаратуры, тонкость помола, полнота и надежность контроля производства и общая технологическая дисциплина.

Обязательным является применение шлака первого сорта, ангидрита и качественного клинкера (или извести первого сорта).

Необходимо также оборудовать мельницу тремя питателями, обеспечивающими точность регулируемого дозирования, что предотвращает гипсовое набухание цемента, а также его тонкий помол.

В дополнение к общепринятым методам контроля производства необходимы также, текущий контроль качества изготовляемого сульфатно-шлакового цемента и корректирование его состава (точнее - содержания в нем извести). Выбор необходимых пределов концентрации окиси кальция (они обычно сравнительно постоянны) зависит преимущественно от вида применяемого шлака (основной, кислый; кремнеземистый, глиноземистый) и затем от содержания в цементе портландцемента или извести, определяемого характеристикой используемой щелочной добавки. Оптимальная концентрация окиси кальция для различных исследованных цементов, независимо от вида щелочной добавки и в соответствии с требуемым содержанием ее в цементе, составляла 0,1-0,15 г/л СаО при основных кремнеземистых шлаках и 0,4-0,6 г/л при кислом глиноземистом шлаке.

Таким образом, представляется возможным устанавливать предпочтительный состав цемента при данном сырье, легко обнаруживать как отклонения в составе измалываемой смеси за счет неточного дозирования, так и колебания в качестве цемента вследствие изменения качества клинкера или извести. Стало быть, оказывается возможным при изменении состава исходных компонентов сохранять неизмененными свойства продукта.

Недостаточное качество цемента, подверженного гипсовому набуханию, можно улучшить посредством вылеживания, а также тщательного перемешивания его в силосах.

Сульфатно-шлаковому цементу свойственны незначительное содержание или отсутствие в нем портландцемента, подавляющее преобладание доменного шлака и связанное с этим значительное упрощение производственного процесса. Все это предопределяет чрезвычайно благоприятные технико-экономические показатели производства и низкую себестоимость этого цемента, сравнительно с портландцементом и шлако-портландцементом.

Вторая технологическая линия.

Рисунок 2 - Схема производства сульфатно-шлакового цемента при использовании доломита.

Природный гипс (величина кусков около 40-60 мм), подвозимый со склада 1 вагонеткой 2, подается скиповым подъемником 3 в шахтную печь с выносными топками 4, в которой при температуре 600-800° обжигается на ангидрит. В качестве топлива предусмотрен уголь марки Г, расход которого составляет около 10% от веса обжигаемого гипса.

Производительность печи - 20 т обожженного продукта в сутки. Из шахтной печи ангидрит транспортируется в отделение добавок, откуда пройдя через двойную вальцовую дробилку 5, направляется транспортером в три бункера 6 (емкость 80 3, запас 15 суток). Тот же путь проходит и доломит, обжигаемый в шахтной печи при температуре около 900° (при наличии доломитовой пыли обжиг доломита отпадает). Гипс, являющийся дополнительной (2%) добавкой регулирующей схватывание цемента, со склада 7, пройдя двойную вальцовую дробилку 8, поступает в два бункера 9 (емкость 80 м:\ запас 10 суток), расположенные рядом с бункерами 6 для ангидрита.

Влажный основной гранулированный шлак со склада 10 ссыпается в бункер, под которым находится вагонетка 11 (емкость 1 м3). Наполненная шлаком вагонетка подъемником подается в бункер 12 (емкость 95 м3, запас 5,4 часа), расположенный над сушильным барабаном 13, и посредством питательной тарелки направляется в сушильный прямоточный барабан производительностью 10 т/час. Топливом является уголь марок Т и ПЖ в пропорции соответственно 85 и 15%. Расход топлива составляет около 5% от веса высушенного шлака. Для обеспыливания сушильного барабана установлены электрофильтр и циклон. Если применяется сухо гранулированный шлак, сушильный барабан не нужен.

Высушенный шлак передается на склад 14, откуда грейферным краном 15 доставляется в бункер 16 (емкость 300 м3), установленный над трубчатой мельницей 17. Обожженный доломит (или доломитовая пыль) в количестве 5%, ангидрит (искусственный или природный, 5%) и гипс (2%) подаются из соответствующих бункеров 6 и 9 посредством дозирующих тарельчатых питателей 19 в шнек 20, которым смесь направляется в бункер 18, установленный над цементной мельницей. Таким образом, над мельницей имеются два бункера 16 и 18, один из которых (16) с сухим шлаком, а другой (18) со смесью добавок (ангидрит, доломит и гипс). Посредством дозирующих тарельчатых питателей эти материалы в соответствующей пропорции (88% шлака -+12%'смеси добавок) подаются в трехкамерную мельницу 17 производительностью 13 т /час, где размалываются до прохождения через сито № 90 не менее 90%.

Готовый цемент из мельницы элеватором 21 поднимается и транспортируется в силосы на складе 22 (16 силосов емкостью по 35 м3).

Цемент машиной упаковывается в мешки.

Технологические факторы, влияющие на качество продукта.

Рассмотрим влияние каждого технологического процесса на качество готового продукта

Дробление шлаков, извести, двуводного гипса и других сырьевых материалов.

Дробление. Оптимальная крупность материала, подаваемого в шаровые мельницы и другие помольные аппараты, составляет 6-10 мм. Шлаки, особенно отвальные, передельные шлаки черной металлургии могут поступать на завод в виде кусков и глыб с размером в поперечнике 400-500 мм и более. Поэтому на помольных установках для производства шлаковых вяжущих веществ в зависимости от крупности поступающего материала, его прочности, твердости, вязкости, влажности и т. п. осуществляют дробление шлаков в одну, две и иногда в три стадии.

Схемы дробления и типы дробилок следует выбирать, учитывая основные физико-механические свойства шлаков и других сырьевых материалов, их крупности и требуемой степени измельчения.

Металлургические шлаки в зависимости от их химического и минералогического состава и, главное, от степени их кристаллизации имеют прочность, колеблющуюся в весьма широких пределах: от 1000 до 2250 кг/см2 для шлаков с кристаллической структурой и от 250 до 1200 кГ/см2 - со стекловидной.

По твердости шлаки могут относиться к материалам: особо-твердым, твердым и средней твердости.

Влажность шлаков может колебаться в широких пределах: от 1-3% (для плотных мертеновских и ваграночных шлаков) до 15-20% (для доменных шлаков мокрой грануляции).

В практике цементных заводов коэффициент измельчения составляет для дробилок щековых от 4 до 6, конусных от 3 до 6, молотковых однороторных от 10 до 12 и двухроторных от 15 до 20, валковых от 3 до 4 для твердых материалов и от 6 до 10 для средней твердости и мягких.

Дробление крупнокусковых твердых шлаков (медленноохлажденных доменных, мартеновских, ваграночных и т, п.) целесообразно осуществлять в щековых и конусных дробилках, а гранулированных шлаков, извести и двуводного гипса - в "молотковых и валковых дробилках. Так как отвальные шлаки, особенно мартеновские и ваграночные, размалываются труднее, чем гранулированные, то дробить их следует до частиц размером 3- 5 мм.

В основных мартеновских, ваграночных и некоторых других шлаках почти всегда имеются включения металлов. Для отделения их следует предусматривать установку на транспортерах и питателях магнитных и других сепараторов. Это необходимо для предотвращения возможных поломок дробильного оборудования. Утилизация же извлеченного при этом металла значительно повышает технико-экономическую эффективность помольных установок.

Сушка шлаков. При влажности шлаков более 3-5% (в зависимости от того, содержится ли в вяжущем известь-кипелка и в каком количестве) производительность шаровых мельниц при помоле шлакового вяжущего снижается, одновременно растет удельный расход электроэнергии. Поэтому до помола в большинстве случаев шлаки подвергают сушке до влажности 1 - 2%.

Обычно при изготовлении шлаковых вяжущих шлаки сушат в сушильных барабанах. Иногда процесс сушки совмещают с помолом в одном сушильно-помольном агрегате, работающем по замкнутому циклу. Такая установка обеспечивает надежную работу при влажности материала не более 6%. С повышением влажности шлаков возникает необходимость их предварительной подсушки. Во избежание расстекловывания шлаков при сушке не следует нагревать отвальные и тяжелые гранулированные доменные шлаки выше 700° С, а легкие гранулированные доменные шлаки - более 600° С. В противном случае наблюдается снижение их гидравлической активности,

Наиболее эффективны при сушке шлаков сушильные барабаны комбинированного типа, имеющие в начале барабана лопасти различной формы, в средней части - подвеску цепей в дополнение к лопастям, а в разгрузочной части - ячейковые устройства.

Съем влаги с 1 м3 полезного барабана при сушке шлаков составляет 40-50 кг/м3 в час, расход тепла 1200-1300 ккал/кг испаряемой влаги и расход электроэнергии 1,5-2 кВт/ч на 1 т сухого материала.

Питание сушильного барабана влажным шлаком следует производить непрерывно и равномерно, не допуская недогруза и перегруза барабана.

При выходе из сушильного барабана температура топочных газов должна быть около 150° С, а температура выгружаемого шлака -120-150° С.

Помол шлаков и активизаторов их твердения. Шлаки измельчают совместно с известью, гипсовым камнем или другими компонентами вяжущего на крупных помольных установках в двух- или многокамерных шаровых мельницах.

Из практики цементных заводов следует, что при помоле шлаковых вяжущих, состоящих из нескольких компонентов с различной сопротивляемостью размолу, целесообразно применять короткие мельницы с сепараторами. При этом рекомендуется повышать скорость прохождения материала через систему, поскольку при быстром проходе больших количеств материала через мельницу в единицу времени удельная поверхность будет приблизительно вдвое больше, чем при медленном однократном проходе через мельницу меньших количеств материала. Благоприятную роль оказывает при этом охлаждение размалываемого материала в сепараторе.

Влияние тонкости помола шлаковых вяжущих на их активность показано в таблице.

Табл. 10 - Влияние тонкости помола на активность шлакового вяжущего

Применяется несколько схем измельчения материалов в двух или трехкамерных мельницах с сепараторами. Питание мельниц следует осуществлять с помощью весовых дозаторов-питателей. Иногда применяют тарельчатые питатели. Питатели должны обеспечивать точность дозирования сырьевых материалов в мельницу: гипса ±0,5%, извести ±1,5%; шлака ±2%. Наиболее целесообразно применять ленточные весовые дозаторы-питатели.

Помольные установки следует оснащать системами автоматического регулирования, обеспечивающими непрерывную их работу и получение продукта с заданной степенью измельчения.

Хранение и отгрузка вяжущего. Вяжущее, выходящее из мельничной установки, взвешивают, а затем с помощью пневмонасосов, аэрожелобов или при небольшой производительности установки с помощью элеваторов перемещается для хранения на склад готовой продукции. Хранят шлаковое вяжущее обычно в металлических или железобетонных силосах. Емкость их должна соответствовать не менее чем 10-суточной производительности помольной установки. Силосы следует оборудовать пневматическими или другими устройствами для рыхления и выгрузки вяжущего, а иногда и для гомогенизации.

.8 Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения продукта. Гарантии производителя

Производятся по ГОСТ 30515-97.

Маркировка

.4.1 Маркировку цемента в мешках производят на каждом мешке в любой его части. При упаковке цемента в мягкие контейнеры маркировку наносят на этикетку, вкладываемую в специальный карман, имеющийся на мягком контейнере. Допускается наносить маркировку несмываемой краской на боковую поверхность мягкого контейнера в любой ее части.

.4.2 При мелкой расфасовке цемента маркировку наносят на этикетку, которую наклеивают на банку или пакет, либо вкладывают между внешними и внутренними слоями пакета, либо маркировку наносят непосредственно на банку или пакет. Вкладывать этикетку в пакет разрешается только в том случае, если наружный слой пакета изготовлен из прозрачного материала.

.4.3 Маркировка должна быть отчетливой и содержать:

наименование изготовителя и его товарный знак;

условное обозначение цемента и (или) его полное наименование в соответствии с нормативным документом;

класс прочности (марку) цемента, если нормативным документом предусмотрено деление по классам прочности (маркам);

обозначение нормативного документа, по которому поставляют цемент;

среднюю массу нетто цемента в упаковке или массу нетто цемента в транспортном средстве;

знак соответствия при поставке сертифицированного цемента (если это предусмотрено системой сертификации).

.4.4 При поставке цемента в мелкой расфасовке каждая упаковка должна иметь краткую инструкцию по его применению, которая может быть воспроизведена на упаковке или прилагаться к ней.

При поставке цветного цемента на упаковку должна быть нанесена полоса соответствующего цвета.

.4.5. При формировании транспортных пакетов из мешков с цементом верхний ряд мешков должен быть уложен так, чтобы была отчетливо видна маркировка на мешках. На мешки верхнего ряда дополнительно наносят транспортную маркировку по ГОСТ 14192.

.4.6 При поставке цемента в мелкой расфасовке, помещенной в укрупненную тару, этикетку наклеивают также и на тару. При этом на этикетке дополнительно указывают число упаковок в таре.

.4.7 Каждое транспортное средство (в том числе при поставке цемента без упаковки) снабжают ярлыком, в котором указывают все сведения по 5.4.3 и дополнительно номер партии цемента и дату отгрузки. Ярлык прикрепляют к транспортному средству в доступном месте любым способом, обеспечивающим его сохранность при транспортировании.

Правила приемки

.1 Общие положения

.1.1 Приемку цемента осуществляет служба технического контроля изготовителя. Поставка цемента, не прошедшего приемку, не допускается.

.1.2 Приемку цемента производят партиями. Объем партии, за исключением отгрузки в судах, не должен превышать вместимости одного силоса. При отгрузке цемента в судах объем партии может превышать вместимость одного силоса. В этом случае объем партии устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

.1.3 Служба технического контроля проводит приемку цемента на основании данных производственного контроля и приемосдаточных испытаний.

Производственный контроль осуществляют в объемах и в сроки, установленные действующим у изготовителя технологическим регламентом.

По данным производственного контроля назначают тип и класс прочности (марку) цемента, гарантируемые изготовителем.

Приемосдаточные испытания включают испытания цемента каждой партии по всем показателям качества, предусмотренным нормативным документом на цемент конкретного вида, за исключением величины удельной эффективной активности естественных радионуклидов.

Изготовитель должен проводить периодические испытания цемента каждого вида по показателю удельной эффективной активности естественных радионуклидов не реже одного раза в год, а также каждый раз при изменении сырьевых материалов и добавок или их поставщиков.

Результаты периодических испытаний по величине Аэфф распространяются на все поставляемые партии цемента до проведения следующих периодических испытаний.

.1.4 Результаты испытаний фиксируют в журнале по форме приложения Г. Журнал приемосдаточных испытаний должен быть пронумерован, прошнурован и опечатан печатью изготовителя. Журнал является официальным документом изготовителя, удостоверяющим качество продукции.

Транспортирование и хранение

.1 Транспортирование

.1.1 Цемент транспортируют всеми видами транспорта с соблюдением Правил перевозок грузов, установленных для транспорта данного вида, и требований другой документации, утвержденной в установленном порядке.

.1.2 Цемент без упаковки транспортируют в специализированных вагонах-цементовозах, автоцементовозах и судах.

.1.3 Цемент в упаковке транспортируют в универсальных транспортных средствах (крытых вагонах, автомобилях и судах) транспортными пакетами, в контейнерах или поштучно (мешками).

.1.4 Цемент в мелкой расфасовке транспортируют в крытых вагонах или автомобильным транспортом в специальных емкостях.

.1.5 Транспортирование цемента пакетами в термоусадочной пленке железнодорожным транспортом осуществляют в соответствии с Техническими условиями на размещение и крепление пакетов, сформированных из мешков цемента с использованием термоусадочной пленки, в четырехосных полувагонах.

.1.6 Транспортные пакеты формируют с применением плоских поддонов по ГОСТ 9078, термоусадочной полиэтиленовой пленки по ГОСТ 25951 или других средств пакетирования по соответствующим нормативным документам.

.1.7 Пакеты в термоусадочной пленке должны быть герметичны и плотно обжаты пленкой со всех сторон. Габариты пакета должны быть следующими: длина - 1260-1290 мм, ширина - 1030-1060 мм, высота - 880 - 950 мм. Ширина проема на уступе цокольной части должна быть не менее 100 мм с каждой стороны пакета, высота - не менее 90 мм.

Масса пакета нетто - не более 2000 кг.

.1.8 Цемент в мягких контейнерах транспортируют железнодорожным транспортом в полувагонах или на платформах; в судах в трюме или на открытой палубе; в бортовых автомобилях.

.1.9 Контейнеры, применяемые для транспортирования цемента, должны соответствовать требованиям нормативных документов на них.

.1.10 Изготовитель обязан поставлять цемент в исправном и очищенном транспортном средстве.

.1.11 При транспортировании цемента без упаковки или в мешках он должен быть защищен от воздействия влаги и загрязнения.

.2 Хранение

.2.1 Цемент должен храниться раздельно по типам (видам) и классам прочности (маркам): в неупакованном виде - в силосах или других закрытых емкостях, а цемент в упаковке - в сухих помещениях.

Смешивание цементов различных типов (видов) и классов прочности (марок), а также загрязнение его посторонними примесями и увлажнение не допускаются.

Не допускается хранить цемент без упаковки в складах амбарного типа.

.2.2 При хранении мешки с цементом укладывают вплотную на поддоны в штабели по высоте не более 1,8 м с обеспечением свободного подхода к ним.

.2.3 Допускается хранение цемента в мягких контейнерах и пакетах, изготовленных с применением водонепроницаемых материалов, под навесом или на открытых площадках при условии целостности водонепроницаемой упаковки.

Для предотвращения примерзания мягких контейнеров и пакетов их следует укладывать на поддоны в штабели высотой не более трех ярусов.

. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта: при соблюдении правил его транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут для остальных цементов, а при поставке навалом - на момент получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут для остальных цементов.

2.Расчетно-проектный раздел

.1 Режим работы предприятия

Режим работы предприятия - это количество рабочих дней в году, количество смен в сутки и продолжительность смены. В данном случае принимаем трехсменный режим работы предприятия, так как имеется непрерывно действующее оборудование (вращающаяся печь, сушильный барабан), которое нецелесообразно останавливать. Годовой фонд времени работы предприятия рассчитывается по формуле

Тгод = (365 - n)×3×8, ч/год

где n - количество дней на капитальный ремонт (принимаем равным 15 дням в году).

Тгод = (365 - 15)×3×8 = 8400 ч/год.

Расчет производственной программы по выпуску готовой продукции приведен в таблице 3.

Табл. 11 - Производственная программа предприятия по выпуску готовой продукции.

Производственная программа по сырью рассчитывается исходя из состава вяжущего с учетом потерь при переработке сырья. Принимает следующий состав вяжущего: шлак - 85% от массы смеси, известь - 2% от массы смеси, ангидрит - 13% от массы смеси.

2.2 Расчетная функциональная технологическая схема производства сулфатно-шлакового вяжущего

фр.10-4мм

=1%

Рисунок 2 - Расчетно-функциональная схема производства

На рисунке 2 представлена функциональная схема производства известково-шлакового вяжущего.

Далее рассмотрим основные материальные потоки с учетом существа физико-химических превращений на каждом технологическом этапе.

Складирование гипсового камня. Заключается в загрузке и выдаче материала с частичным усреднением зернового состава в бункере, потери при перегрузках составляют 0,2%.

Дробление гипсового камня в молотковой дробилке: наибольшая крупность поступающих кусков - 300 мм. Крупность дробленого продукта составит 0…25 мм. Потери при дроблении - 0,2%

Сортировка после дробления. Выход фракций составит 0…10 мм - 30 %, 10 … 20 мм - 70%. Потери при сортировке составят 0,2%.

. Обжиг гипсового камня в сушильном барабане. Температура гипсового камня на входе +100С; температура обжига 600-7500С; температура отходящих дымовых газов 1000С. вначале происходит сушка гипсового камня от влажности 5% до влажности 0%. При обжиге протекает эндотермическая реакция СаSО4×2Н2О = СаSО4 + 2Н2О↑.

Массовые доли:

СаSО4×2Н2О - 40+32+64+36=172 (100%).

СаSО4 - 40+32+64 = 136 (79%)

Н2О - 36 (21%)

Так же при обжиге имеются потери от выноса пыли из сушильного барабана при подаче, механические потери при транспортировании в расходный бункер и потери при пылеосаждении (0,3%).

. Складирование извести: включает загрузку и выдачу материала с частичным усреднением зернового состава в бункере, потери при перегрузках составляют 0,3%.

. Дробление извести до фракции 5-10 мм. Потери при дроблении составляют 0,2%.

. Складирование шлака: включает загрузку и выдачу материала с частичным усреднением зернового состава в бункере, потери при перегрузках составляют 0,2%.

. Дробление шлака до фракции 4-10 мм. Потери при дроблении 0,3%.

. Сушка шлака в сушильном барабане. Начальная влажность шлака составляет 25%, конечная - 1 %. Температура дымовых газов на входе 2000С. Потери влаги при сушке шлака составят 24%. Потери при транспортировании шлака в расходный бункер составят 0,2%.

. Совместный помол компонентов в мельнице путем перетирания мелющими телами. Возможны потери при загрузке мельницы (0,2%), потери при пылеосаждении (0,2%).

. Складирование вяжущего на складе готовой продукции. Доставка осуществляется пневмотранспортом. Потери составят 0,3%.

Производственная программа представлена в таблице

Табл.12 - Производственная программа

.3 Подбор основного механического и теплотехнического оборудования

Расчет энергозатрат.

Характеристики подобранного оборудования по производительности представлены ниже.

Мельница СМ-6000 для совместного помола компонентов

Диаметр и длина барабана мельницы 1,512×5,605×2

Количество камер 2

Число оборотов барабана мельницы в секунду 0,45

Масса мелющих тел в т 12,245

Мощность электродвигателя в кВт/ч 130

Средняя производительность при помоле пород средней прочности т/ч 15

Масса мельницы без мелющих тел и редуктора в т 24,106

Сушильный барабан для сушки шлака

Диаметр барабана 2 метра

Длина барабана 10 метром

Потребляемая мощность 25 кВт/ч

Производительность по испаренной влаге в кг/час 2500 (требуемая производительность по влаге 2450 кг/ч)

Дробилка молотковая СМ-218М для дробления шлака

Размеры ротора: диаметр-0,6; длина 0,4 метра.

Число оборотов ротора в сук 20,8.

Максимальные размеры поступающих кусков в мм 100.

Ширина щели между колосниками в м 0,035.

Мощность электродвигателя в кВт/ч 14.

Производительность при дроблении пород средней твердости т/ч 12.

Габаритные размеры lxbxh в м 1,05х0,895х1,122.

Масса дробилки в т (без двигателя) 0,976.

Дробилка валковая ДВГ-2М для дробления извести и гипсового камня

Производительность в т/ч 12.

Размер валков в мм: диаметр 400; длина 259.

Число оборотов валков в сек 3,3.

Потребляемая мощность в кВт/ч 9.

Ширина щели между волками в мм 15.

Размер дробленого продукта в мм 2-8.

Габаритные размеры в м: длинна 2,385; ширина 1,53; высота 0,868.

Масса в т 2,42.

Коэффициент использования оборудования вычисляется по формуле

Фактическая мощность вычисляется по формуле

Табл. 13 - Подобранное оборудование

Список использованной литературы

Будников П.П. и Значко-Яворский И.Л. «Гранулированные доменные шлаки и шлаковые цементы».-М. Стройиздат, 1953.

Волженский А.В., Буров Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких К.В. «Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов.-М., Стройиздат, 1969.-476 с.

Пащенко А.А., Сербин В.П.,Старчевская Е.Н. «Вяжущие материалы». Учеб.-К.: Высшая школа., 1985.-440с.

Волженский А.В. «Минеральные вяжущие вещесва». Учеб- М.: Стройиздат, 1986.-464с.

Справочник по химии цемента / Под ред. Б.В. Волконског, Л.Г. Судакса.-Л.: Стройиздат, 1980.-221с.

Вяжущие вещества: Методические указания по самостоятельному изучению дисциплины и курсовому проекту /сост. Л.И. Катаева; Пермь. Гос.техн.ун-т. Пермь, 2003.-24с.