Raimondirus.ru

RAiMONDI
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ В МЕЛЬНИЦЕ ЛИВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ В МЕЛЬНИЦЕ ЛИВ

Новые условия хозяйствования в экономике нашей страны поставили перед предприятиями строительной индустрии множество проблем, ранее не свойственных этой отрасли.

На сегодняшний день подрядный строительный рынок характеризуется дефицитом спроса, как следствие доминирующего положения заказчика над подрядчиком. Это предопределяет необходимость строительным фирмам изыскивать все возможные пути повышения эффективности своего функционирования: за счет применения современной техники; новейших технологий; нестандартных решений в области предпроектных исследований и проектирования; рационального размещения всех видов ресурсов в пространстве и во времени; высокого уровня организационной подготовки; оптимального проектирования внутренних систем предприятия. В том числе перед субъектами строительного производства встали проблемы экономного расходования топливно-сырьевых ресурсов, строительных материалов.

Необходимо отметить, что в строительстве, на данный момент, еще далеко не полностью исчерпаны резервы снижения ресурсоемкости производства и, как следствие, себестоимости строительной продукции. Этого можно достичь за счет внедрения более совершенных технологий приготовления и укладки растворной смеси, применения качественных строительных материалов, в частности, используя активированный цемент. На основе предварительных исследований удалось установить, что указанные мероприятия позволяет экономить значительное количество сырьевых ресурсов, добиться снижения расхода цемента до 10 % от существующих показателей расхода цемента, что дает ощутимую экономию финансовых ресурсов.

Диапазон мер по снижению ресурсоемкости в строительстве достаточно широк и понятно, что комплексное осуществление мероприятий позволит значительно экономить материальные ресурсы, а это реальные предпосылки к повышению эффективности функционирования строительных организаций. Сегодня, на строительном рынке подрядных работ, заметно проявляется тенденция к увеличению объемов работ, связанных с использованием железобетона.

Наиболее распространенные на территории России технологии возведения сооружений из монолитного бетона и железобетона характеризуются следующими недостатками:

  • большие трудозатраты;
  • высокий уровень расхода минеральных вяжущих веществ (400 кг/м3, по сравнению с Европой – 200 кг/м3);
  • продолжительное время доставки приводит к значительному ухудшению технологических свойств бетонных смесей;
  • несоответствие требованиям ГОСТа крупного и мелкого заполнителя по показателям: влажность, объем примеси, фракционный состав;
  • большая продолжительность времени между приготовлением и укладкой строительных растворов приводит к ухудшению физико-механических свойств строительных конструкций (удобоукладываемость, однородность, теплопроводность, морозостойкость, долговечность).

Для решения целого ряда проблем, возникающих при реконструкции зданий и сооружений, в Европе давно и весьма успешно используются сухие смеси различного назначения. Применение сухих смесей в построечных условиях обеспечивается специальным оборудованием, инвентарем и инструментами. Используемые средства механизации занимают небольшую площадь, позволяют готовить широкий ассортимент строительных смесей в объемах, необходимых для обеспечения фронта работ.

Изучение зарубежного опыта строительства из монолитного бетона и железобетона позволяет сделать вывод о расширении области использования сухих строительных смесей (например, фирма М-ТЕС, Германия и друге).

Кроме того, исследования строительных процессов ведущих строительных фирм на территории нашей страны (ЦНИИОМТП, г. Москва) показывают целесообразность приготовления строительных растворов и бетонных смесей на строительной площадке непосредственно перед их укладкой в конструкцию.

Благодаря мероприятиям по снижению расходов за последние годы цементной промышленности удалось занять достойное место на рынке строительных материалов.

Исследования проводятся на базе стандартного оборудования для изготовления и проверки прочностных характеристик бетона. Для активации цемента используется уникальная установка – линейно-индукционный вращатель (ЛИВ) электромагнитного вихревого действия. Аппарат предназначен для гомогенного смешивания, тонкого измельчения и диспергирования веществ в сыпучем виде посредством создания в камере обработки материала вихревого электромагнитного поля, под действием которого специально введенные дискретные ферромагнитные частицы (ДФЧ), приходят в движение в среде материала.

Читайте так же:
Как перевозят цементный раствор

Технический уровень традиционного помольного оборудования при измельчении клинкера обычно не позволяет получать цемент с удельной поверхностью 5000см 2 /гр.

Высокая степень измельчения достигается благодаря многократному соударению частиц перерабатываемого материала с мелющими телами и между собой. При этом, благодаря высоким значениям ускорений, происходит разрыв частиц и их перетирание.

На основе результатов длительных исследований проведенных специалистами нашей академии установлено, что помол цемента в линейно-индукционном вращателе позволяет в достаточно короткие сроки и без особых затрат изменить показатели удельной поверхности и прочностные характеристики образцов.

помол цемента в линейно-индукционном вращателе позволяет в достаточно короткие сроки и без особых затрат изменить показатели удельной поверхности и прочностные характеристики образцов

Математическая обработка данных полученных в ходе эксперимента позволила найти экстремум целевой функции, возможно, использовать следующую графическую модель, описывающую изменения целевой функции в факторном пространстве, ограниченном исследованной областью:

Длительное хранение смешанных цементов повторного помола не вызывает большого снижения активности по сравнению с исходными портландцементами

Как видно на графике, экстремум функции в области факторного пространства, ограниченного значениями первого фактора (время активизации цемента) от 20 до 60 секунд и второго фактора (количество мелющих тел) от 60 до 100 г лежит на прямой

Длительное хранение смешанных цементов повторного помола не вызывает большого снижения активности по сравнению с исходными портландцементами. После 3-х месячного хранения снижение активности для активированных цементов составляет в среднем 10-18 %.

По результатам экспериментов получены параметры измельчения цемента для получения определенных прочностных показаний.

Графическая и аналитическая обработка результатов показала зависимость между прочностью цементного камня и факторами эксперимента.

зависимость между прочностью цементного камня и факторами эксперимента

В ходе работы были проведены опыты по проверке влияния на прочность всех сочетаний факторов помола.

Степень измельчения цементов оказывает большое влияние на протекание важнейших физических и химических процессов при их твердении

Степень измельчения цементов оказывает большое влияние на протекание важнейших физических и химических процессов при их твердении.

В работе произведено широкое исследование по возможности управления свойствами вяжущих материалов посредством их активизации в установке электромагнитного действия, посредством хаотичного движения ферромагнитных мелющих тел в среде материала.

Таким образом, проведенные исследования позволили оптимизировать основные параметры обработки вяжущего с целью получения максимально гранулометрически однородного состава цемента.

Мельницы

Компания CEMTEC предлагает мельницы разных конструкций, типоразмеров и с разной производительностью. Все оборудование изготавливается в соответствие с индивидуальными потребностями каждого отдельного заказчика. Выбор типа и конструкции мельниц и помольных установок CEMTEC в итоге зависит от используемого сырья и необходимых характеристик готового продукта. Благодаря знаниям и многолетнему опыту наших специалистов, а также имеющимся у нас техническим средствам мы можем предложить решения, идеально разработанные под Ваши потребности.

Параметры каждого индивидуального заказа можно перепроверить на пилотных установках и в лаборатории CEMTEC. Проведя испытания с пробным материалом, мы можем гарантировать своим заказчикам, что выбранное решение будет соответствовать Вашим требованиям, а выбранное оборудование — соответствующим условиям эксплуатации.

Цементные мельницы

Двухкамерные шаровые мельницы для цементной промышленности предлагаются в разных исполнениях: с опорой на подшипники скольжения или подшипники скольжения башмачного типа, с приводом через венцовую шестерню, а также с боковым или центральным приводом. Если исходный материал обладает высокой влажностью, то цементные мельницы могут укомплектовываться сушильной камерой, встроенной в мельницу или прикрепленной к ней на фланцах. Корпус мельницы может быть цельным или сборным (для облегчения транспортировки).

Шаровые мельницы для мокрого и сухого помола

CEMTEC предлагает решения для измельчения на уровне шаровых и рудно-галечных мельниц для мокрого и сухого помола, работающих по открытому или замкнутому циклу. Данные мельницы имеются с опорой на подшипники скольжения, подшипники скольжения башмачного типа или на самоустанавливающиеся роликоподшипники, а также с зубчато-шестеренным, прямым или центральным приводом. В комплект поставки может входить резиновая, стальная или керамическая футеровка. Также предлагаются разнообразные загрузочные и сливные устройства.

Читайте так же:
Определение истинной плотности цемента гост

Стержневые мельницы для мокрого и сухого помла

CEMTEC предлагает решения для измельчения на уровне стержневых мельниц для мокрого и сухого помола. Данные мельницы имеются с опорой на подшипники скольжения, подшипники скольжения башмачного типа или на самоустанавливающиеся роликоподшипники, а также с зубчато-шестеренным, прямым или центральным приводом. В комплект поставки может входить резиновая, стальная или керамическая футеровка. Также предлагаются разнообразные загрузочные и сливные устройства.

Мельницы самоизмельчения (СИ) и полусамоизмельчения (ПСИ)

Мельницы самоизмельчения и полусамоизмельчения служат для предварительного измельчения полезных ископаемых и руд, а также для измельчения отходов, таких как, например, крупного мусора. По конструкции могут быть рассчитаны для работы как в сухом, так и в мокром процессе. Опорой служат гидростатические подшипники скольжения или подшипники скольжения башмачного типа. Мельницы СИ и ПСИ, как правило, приводятся в движение через венцовую шестерню или прямой привод. В программу нашей поставки входят как мельницы лабораторных размеров, так и мельницы производственных (до 10 м и больше) размеров. Для облегчения перевозки барабан мельницы может быть поделен на секции с фланцевым соединением.

Комплексные установки для помола

В сфере строительства комплексных промышленных установок нами разработана полная гамма оборудования и услуг для цементной и горно-перерабатывающей отраслей, а также для производства стройматериалов; таким образом, наша компания предлагает не только поставку, перевозку и сооружение таких комплексов, но и специфические отраслевые технологии и «ноу-хау». В объем наших услуг входят не только квалифицированная консультация компетентных специалистов, но также и инженерно-конструкторские решения и сдача «под ключ» самых разных установок, таких как например:

  • комплексные установки «под ключ» для производства сырьевой муки и цемента, включая оборудование для погрузки-разгрузки сырья, хранения и упаковки готовой продукции.
  • комплексные установки «под ключ» для мокрого помола известняка и производства известковой суспензии для установок обессеривания дымовых газов.
  • комплексные обогатительныеустановки «под ключ» для промышленности строительных материалов, минеральных удобрений и производства наполнителей, а также для перерабатывающей и химической промышленности.
  • комплексные сушильные установки «под ключ»
  • мельницы «под ключ» для горнодобывающей промышленности производительностью до 1 500 т/ч, с измельчением исходного материала размером от 300 мм и до получения готового продукта размером 80 % < 40 мкм.

Вертикальные роликовые мельницы

Вертикальная роликовая мельница CEMTEC – это совершено новый инновационный продукт для эффективного измельчения мягких и средне-твердых материалов. Она сочетает в себе испытанные технические характеристики с новой, инновационной опорно-приводной системой. Данная система препятствует проникновению сил, возникающих при измельчении, в фундамент и направляет их в конструкцию мельницы. Это позволяет существенно снизить затраты на подземное и надземное строительство.

Вертикальные роликовые мельницы – правильный выбор для установок производительностью от 2 т/ч до 40 т/ч с требуемым размером готовой продукции 100 % < 10 мкм или с содержанием крупки 100 % < 500 мкм.

Лабораторные мельницы

В программу производимой нами продукции входят также разные типы лабораторных мельниц в горизонтальном и вертикальном исполнении, применяемые для определения удельной энергии в кВтч/т, необходимой для измельчения минералов и сыпучих материалов.

Огнеупорный цемент (плавленый кальциево-алюминатный цемент)

Инжиниринговая компания Интех ГмбХ (Intech GmbH) является официальным дистрибьютором и многолетним официальным партнером различных производителей огнеупорных материалов, предлагает огнеупорный цемент.

Читайте так же:
Бентонит для цементных растворов

Плавленый кальциево-алюминатный цемент

Физико-химические характеристики огнеупорного цемента

Производство цемента — теория

В комплексе приготовление клинкера реализовано по «сухому способу» (см. технологическую схему):

«Сухой способ» получения клинкера состоит из следующих операций:

  • сушка исходных компонентов (шлаки, известняк, минеральные добавки);
  • тонкий помол компонентов;
  • гомогенизация компонентов;
  • обжиг (спекание) сырьевой смеси в шахтной печи.

«Сухой способ» получения клинкера имеет огромные преимущества перед традиционным, применяемым цемзаводами, «мокрым способом» получения клинкера:

  • существенное снижение трудоёмкости и затрат на подготовку клинкерной смеси;
  • экономия энергии не менее чем на 30-40 % за счет ликвидации «мокрых процессов»;
  • существенное повышение качества клинкера за счет более полной гомогенизации сырьевой шихты.

Участок спекания клинкера включает в себя оборудование для сушки исходных компонентов, их весового дозирования, помола до фракций 0,15 — 0,2 мм, тщательного перемешивания (гомогенизации) и спекания для получения минералов – компонентов цемента (алюмосиликатов кальция).

Исходные компоненты клинкера (известняк, глина, песок) и инертный наполнитель, хранящиеся под навесами (склад сырья) с помощью ковшового погрузчика поочередно загружаются в вибролоток (поз.1), далее по шнеку (поз.2) поступают в элеватор (поз.3). Посредством элеватора (поз.3) загружаются в приемный бункер внешней камеры двухкамерного сушильного барабана (поз.4). Тепловым агентом в сушильном барабане служат отходящие печные газы и возвратное тепло выгружаемого из печи клинкера. Клинкер из печи поступает во внутреннюю камеру сушильного барабана (поз.4). Во внешней камере сушильного барабана идет прогрев и просушка сырья посредством горячего, выгружаемого из печи клинкера. Сырьевые материалы поочередно по шнеку (поз.5) и элеватору (поз.6) подаются в присвоенные им накопительные бункера (поз.14,15,16,17). Дозируются с помощью объемных дозаторов и по шнеку (поз.8) поступают в барабанную мельницу (поз.18) для измельчения и гомогенизации клинкерной шихты. Измельченные компоненты с помощью шнека (поз.19) и элеватора (поз.20) поступают в приемный накопительный бункер (поз.21). Из бункера (поз.21) подаются в элеватор (поз.22) и в загрузочный люк кольцевой печи (поз.23). После цикла обжига в кольцевой печи клинкер поступает для охлаждения и транспортировки во внутреннюю камеру сушильного барабана (поз.4). Далее по шнеку (поз.24) клинкер непрерывно поступает на элеватор (поз.25) и в приемный накопительный бункер (поз.26). Измельчение клинкера происходит в центробежно-измельчительном комплексе на базе центробежной мельницы (поз.27).

Измельченный до фракций 0-60 мкм клинкер поступает по шнеку (поз.28) и элеватору (поз. 37) в бункеры-накопители (поз.39,40,41).

Отходящие из печи (поз.23) газы содержат некоторое количество взвешенных частиц (разрушенных при спекании гранул клинкера) в виде пылеватых фракций. Во избежание выноса частиц в атмосферу (обеспечения экологической безопасности комплекса) предусмотрена двухступенчатая система воздухоочистки, включающая батарею циклонов – осадителей пыли. В систему газоотведения и газоочистки входят вентилятор, дымососы, а также дымовая труба для рассеяния отходящих газов и предотвращения оседания пылеватых частиц в селитебной зоне.

Остаточное тепло отходящих газов с помощью экономайзера 21 может быть направлено на отопление бытовых и служебных помещений. При останове печи резервное отопление может осуществляться электроэнергией.

Участок активации цемента включает в себя оборудование, позволяющее достичь высокой степени измельчения клинкера (0-60мкм) и введения в цемент инертных, активирующих и корректирующих добавок.

В приемный вибролоток (поз.1) с помощью ковшового погрузчика поочередно подаются инертный наполнитель и компоненты клинкера.

Читайте так же:
Мраморная дорожка с цементом

Транспортирование инертного наполнителя в двухкамерный сушильный барабан осуществляется по схеме: приемный вибро-лоток(поз.1), шнек (поз.2), элеватор (поз.3), внешняя камера сушильного барабана (поз.4).

После сушки инертный наполнитель поступает по шнеку (поз.29) и элеватору (поз.30) в приемный накопительный бункер (поз.31). Из бункера (поз.31) наполнитель подается в шаровую мельницу (поз.33). Измельченный до фракций 100-200 мкм инертный наполнитель поступает по шнеку (поз.34) и элеватору (поз. 36) в бункеры-накопители (поз.39,40,41).

Отдозированные дозатором компоненты цемента (измельченный клинкер, инертный наполнитель, активирующие и корректирующие добавки) подаются в шнековый конвейер (поз.42), элеватор (поз.43) и накопительный бункер цемента (поз.44) где происходит постепенное усреднение цемента, для получения высокой степени однородности готового продукта, активизации и корректировки свойств цемента.

Готовый продукт (цемент) из бункера – накопителя (поз.44) может быть подан в больше объемные накопители (цементные банки) или на линию фасовки в тару различного объема.

Основные и вспомогательные сооружения обычно проектируются с учетом последующего размещения на участке нескольких комплектов оборудования для активации цемента – это существенно снижает капиталоемкость одной тонны получаемой продукции и повышает эффективность использования вспомогательных сооружений и коммуникаций.

Оборудование и быстровозводимые сооружения монтируются специализированными строительно-монтажными организациями. Пуско-наладка осуществляется с привлечением специалистов завода-изготовителя оборудования.

Обслуживающий персонал предприятия участвует в монтажных и наладочных работах, приобретая, одновременно, навыки обслуживания оборудования и отрабатывая технологические режимы производства и активации цемента.

Отработка составов цементов производится параллельно с отработкой технологических режимов – до выхода на требуемое качество цементов.

Мельница для активации цемента

Положительное действие наполнителей на механическую прочность может быть обу­словлено торможением развития микротрещин в композиционном материале или упрочнением структуры связующего вещества. При введении минерального наполнителя энергетическое воз­действие его поверхности будет оказывать су­щественное влияние, как на контактную зону, так и на само вяжущее вещество [2].

В данной работе для активации цемен­та, повышения механической прочности цемент­ного камня использованы измельченные природ­ные минеральные добавки — волластонит, диоп-сид и диабаз. Активация цемента целесообраз­на как при его изготовлении, так и особенно по­сле его длительного хранения. Это неизбежно в случае доставки цемента водным транспортом в процессе краткосрочной навигации в отдаленные районы Севера, Сибири, Дальнего Востока и др. В работе исследован портландцемент ООО «Ис-китимцемент» (Новосибирская область) марки ПЦ400Д-20.Минеральныйсоставцемента,% мас.: CS — 50-55, C2S — 18-22, C3A — 7-11, C4AF — 12-5. Удельная поверхность — 320 м 2 /кг. Химиче­ский состав цемента, %% мас: SiO2 — 20,73; Al2O3 — 6,86; Fe2O3 — 4,63; CaO — 65,46; MgO — 1,3; SO3 — 0,41; п.п.п. — 0,5. Определены свойства це­мента после хранения в течение 7 суток при нор­мальных условиях (температура 20 ± 2 °С, влаж­ность — не более 60 %) и после хранения в течение 4 и 12 месяцев в среде с влажностью более 80 % при температуре 20 ± 2 °С («лежалый цемент»).

В качестве минеральных добавок ис­пользовались тонкоизмельченные горные поро­ды волластонит (Синюхинское месторождение, рудник «Веселый», республика Алтай), диоп-сид (Бугутуйское месторождение, Иркутская область) и диабаз (п. Горный, Новосибирская об­ласть). Во многих случаях они являются отхода­ми производства. Их химический состав приве­ден в таблице 1.

При оценке межфазного взаимодей­ствия минеральной добавки и цементной ма­трицы большую роль играет дисперсность добавок. Их гранулометрический состав определен на лазерном анализаторе дис­персности типа РЯО-7000 фирмы Seishin En-terprice Co., LTD, Япония. Показатели дис­персности исследуемых добавок, приведены в таблице 2 .

Читайте так же:
Основной состав цементного раствора

Добавки вводились в количестве 2, 5, 7, 9 и 11 % от массы цемента. Свежеприготовленный портландцемент смешивали с указанными до­бавками. Портландцемент, хранившийся в тече­ние 4 и 12 месяцев во влажных условиях, допол­нительно домалывали с минеральными добавка­ми в течение 2 часов в шаровой мельнице.

Из полученного вяжущего формовались образцы цементного камня размером 20х20х20 мм и цементно-песчаного раствора размером 40х40х160 мм, которые твердели как в условиях тепловлажностной обработки (ТВО) по режиму: 3 часа — подъем температуры до 90 °С, 8 часов — изотермическая выдержка при данной температу­ре и 3 часа — снижение температуры до 20 °С, так и в нормальных условиях. При этом прочность образцов, твердевших при нормальных условиях, определялась в возрасте 3, 7, 14 и 28 суток.

В таблицах 3-5 приведены результаты определения прочности образцов цементно­го камня при введении добавок волластонита (табл. 3), диопсида (табл. 4) и диабаза (табл. 5). Аналогичные результаты получены при опреде­лении прочности при изгибе и сжатии образцов цементно-песчаного раствора.

Полученные результаты показывают, что при длительном хранении портландцемента во влажных условиях прочность получаемого це­ментного камня снижается. Это снижение со­ставляет 32 % после 4 месяцев хранения и 62 % после 12 месяцев хранения.

Введение исследованных минеральных добавок приводит к увеличению прочности об­разцов как из свежеприготовленного, так и «ле­жалого» цемента (табл. 6).

В случае свежеприготовленного цемен­та это увеличение прочности составило от 15 до 37 %. Наибольший результат наблюдается при введении добавки диопсида. Следует отметить четко выраженное влияние концентрации доба­вок. Максимальное увеличение прочности до­стигается при введении 9 % волластонита, 7 % диопсида и 2 % диабаза. Наибольшей дисперс­ностью обладал диабаз (табл. 2). Это и обусло­вило меньшее количество (2 %) добавки для по­лучения наибольшего значения прочности.

Этот эффект показывает большую роль межфазного взаимодействия, развивающегося на поверхности частиц. Увеличение прочности при введении дисперсных минеральных добавок об­условлено микроармированием цементного кам­ня и перераспределением напряжений в нем.

Наибольшее влияние из исследуемых до­бавок оказывает диопсид, отличающийся самым высоким значением твердости. Еще большее вли­яние исследуемые минеральные добавки, особен­но диопсид, оказывают на значение прочности образцов, полученных из «лежалого» цемента.

Увеличение значения прочности при вве­дении 7 % мас. диопсида составляет в этом слу­чае 72-85 %. При этом прочность при сжатии образцов, полученных из портландцемента, хранившегося в течение 4 месяцев во влажных условиях, превосходит прочность образов, по­лученных из бездобавочного свежеприготовлен­ного цемента на 18-24 %. После 12 месяцев хра­нения цемента во влажных условиях прочность образцов также в значительной мере восстанав­ливается при введении указанных минеральных добавок. Этот эффект, дополнительно к выше-рассмотренным причинам, обусловлен обновле­нием гидратированной поверхности частиц «ле­жалого» цемента при его домоле с вводимыми минеральными добавками. При этом добавка, обладающая высокой твердостью (диопсид) яв­ляется более эффективной.

Таким образом, введение дисперсных ми­неральных добавок (волластонит, диопсид, ди­абаз) способствует повышению прочности це­ментного камня и восстановлению активности цемента после длительного хранения (4 и 12 ме­сяцев) во влажных условиях. Действие минераль­ных добавок обусловлено микроармированием цементного камня и межфазным взаимодействи­ем цементный камень — минеральная добавка.

1. Горчаков Г.И. Строительные материалы / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов. — М.: Стройиздат, 1986. — 688с.

2. Бердов Г.И. Нанопроцессы в технологии строительных материалов / Г.И. Бердов, В.Н. Зырянова, А.Н. Машкин, В.Ф. Хританков // Строительные материалы. — 2008. — № 7. — с. 78-80.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector