Лекция Бейорганикалық байланыстырғыш заттар негізінде алынатын құрылыс материалдары
жүктеу/скачать 399,51 Kb.
|
| 2. Портландцемент
Портландцементті өндіру кезінде алдымен тиісті құрамдағы шикізат қоспасын әзірлейді де, онан соң оны піскенше күйдіріп, цемент клинкерін алады, сөйтіп оны майдалап ұнтақтайды. Клинкер дегеніміз жекелеген тығыз кесектерден тұратын масса. Сапалы портландцемент алу үшін клинкердің, оның құрамындағы аса маңызды тотықтардың мөлшері бойынша анықталатын, құрамы шамамен келесі аралықта болуы тиіс (%-пен): Бұл мәліметтерден портландцемент жасау үшін құрамында кальций тотығы мен алюмосиликаттар, сондай-ақ темір тотығының біршама мөлшері бар шикізат – материалдар пайдалану керек екендігі аңғарылды. Бұл шартқа табиғатта кең таралған шөгінді жыныстар - әк шөгінділері мен саздар жауап береді. Әк шөгінділерінде кальций карбонаты басым болса, саздарда түрлі сулық алюмосиликаттар, сондай-ақ әдетте темір құрамасы да болады. Сөйтіп, шикізат материалы ретінде белгілі бір мөлшерде әк ерітіндісі мен саз алып, портландцементтік клинкер алуға болады: олардың қатынасы орташа есеп шамамен 3:1 (масса бойынша) құрайды. Әк шөгіндісі мен сазды тиісті химиялық құрамдағы басқа материалдармен алып қарауға болады. Меселен, бірқатар цемент заводтары әк шөгіндісімен олардың берік табиғи қоспасы түрінде мергелді пайдаланады; бор қазбаларын мол жерлерде оны әк шөгіндісі орнына колданады. Шикізаттық қоспаны құрғақ және ылғалды әдіспен жасауға болады. Бірінші әдісте шикізаттық материалдар келтіріледі де, онан соң майдаланып, араластырылады. Ылғалды әдістің мәні - шикізаттық материалдарды майдалап, сумен араластыруда. Шикізаттық материалдарды дайындап алу тәсілдеріне орай цемент өндірудің екі әдісін ажыратады: құрғақ және ылғалды. Құрғақ әдісті пайдалансақ клинкерді күйдіруге жылу, ылғалды әдіске қарағанда, аз мөлшерде жұмсалады, бірінші әдіс салыстырмалы факторлармен алғанда жақсы техникалық экономикалық көрсеткіштермен ерекшеленеді. Өндірудің қолданатын әдісіне қарамастан, қашанда мүмкіндігінше цемент сапасын айқындайтын барынша жұқа және біркелкі, шикізаттық қоспа алуға ұмтылады. Өйткені әрекетке түсетін заттардың дисперстілік дәрежесі артуымен және олардың араласуы дәрежесінің артуымен бірге, күйдіру кезінде олардың арасында реакция тез де толық жүре бастайды. Өзге де бірқатар елдердегі сияқты, бұрынғы ССРО-да заводтардың басым бөлігі, әзірге ылғалды адіспен жұмыс істейді. Күйдіру, өз өсінен баяу айналатын ұзын цилиндр (мәселен, ұзындығы 185м, диаметрі 5м) түріндегі айналмалы пеште жүргізіледі. Пеш көкжиекке қарай біршама көлбеу болғандықтан, жоғарғы жағына салынған шикізаттық қоспа біртіндеп пештің төменгі жағына жылжиды. Оның төменгі жағынан отты үрлеп топан тектес көмір, мазут немеса табиғи газды жағады. Олар жанғанда қарсы ағым принцип бойынша, яғни шикізаттық қоспаға қарсы жылжитын ыстық газдар түзіледі. Бұл кезде құрамындағы заттар елеулі физикалық өзгерістер мен химиялық ауысуларға ұшырайды. Пештің төменгі шетіне біртіндеп жылжи отырып, материал 90-1000°С температуралық аймакқа енгенде кальций карбонаты оның тотығын түзіп, ыдырайды. Сонымен бірге қатты қатты жағдайдағы кальций тотығымен, құрамында негізінен кремний тотығы мен алюминий тотығы бар саздың ыдырауының өнімі арасында реакция жүре бастайды. Бұл қатты фазалық реакциялар туралы гидравликалық әкті сипаттау кезінде барынша жан-жақты айтылған болатын. Кальций тотығы мен алюминий тотығы бірігіп алюминаттар, соның ішінде түзеді. Сонымен бір мезетте кальций тотығы кремний қостотығымен байланысып, қоскальций силикатын түзеді, бірақ бастапқыда шағын мөлшерде болады. Күйдірілген масса одан әрі жылжиды, оның температурасы 1200-12500С-ге дейін жетеді, бұл кезде қатты фазалық реакцияның ағымы артады. Қос кальцийлі силикаттың түзілуі аяқталады. Қалған бір кальцийлі алюминат одан әрі кальций тотығымен байып, біршама негізгі, яғни кальций тотығы одан мол үш кальцийлі алюминат түзеді, бірақ кальций тотығының бір бөлігі әлі де химиялық құрамаға енбеген, әрі еркін түрде қала береді, оның толық байланысуына пештің соңғы, ең ыстық бөлігінде қол жетеді. Мұнда 1350-15500С температурада материалдың ішінара балқуы жүреді - шамамен оның үштен бір бөлігі сүйық фазаға айналады. Реакциялардың қорытындысында кальций силикаттары мен алюминаттары түзілуімен аяқталады, бұл кезде еркін кальций тотығы қалмауы керек. Материал жоғарыда айтылғандай, өлшемі әдетте 4-20 мм жекелеген дөнгелек түйіршіктер түзіп, піседі. Бұл цементтік клинкер деп аталады. Пештен шыққан клинкерді арнайы қондырғыда шұғыл салқындатады, шұғыл суытуы клинкерде ірі, белсенділігі төмен кристалдар түзілуіне жол бермеу, сондаи-ақ шыны тәріздес фазаны кристалданбаған түрде сақтау үшін қажет. Осылайша цементке ішкі энергияның белгілі қоры беріледі. Әйтпесе реакциялық қабілеті суға қарағанда төмендетілген цемент алынуы мүмкін. 4.1-суретте ірі және майда кристалды клинкердін құрылымы көрсетілген (екіншісі біріншісіне қарағанда анағұрлым белсенді). Клинкерді майдалап ұнтақтайды, уату кезінде цементтің беку мерзімін реттеу үшін диірменге аздаған мөлшерде қоссулы гипс қосады (гипс қоспасының бұл әсері туралы төменде толық әнгімелейміз). жүктеу/скачать 399,51 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|