книги из ГПНТБ / Тимашев В.В. Технический анализ и контроль производства вяжущих материалов и асбестоцемента учеб. пособие

В. В. ТИМАШЕВ, В. Е. КАУШАНСКИИ

Т Е Х Н И Ч Е С К И Й А Н А Л И З

ИК О Н Т Р О Л Ь

П Р О И З В О Д С Т В А

ВЯ Ж У Щ И Х М А Т Е Р И А Л О В И А С Б Е С Т О Ц Е М Е Н Т А

Допущено Министерством промышленности

строительных материалов СССР

в качестве учебного пособия для техникумов

промышленности строительных материалов

П Р Е Д И С Л О В И Е

Современное производство вяжущих материалов и изделий на их основе — сложный и многостадийный про­ цесс. Качество получаемых продуктов и полуфабрикатов в значительной степени определяется правильным выбо­ ром технологических параметров и четким их соблюде­ нием. Поэтому контроль различных характеристик ма­ териала на отдельных стадиях его производства — необ­ ходимая составная часть технологического процесса.

Для контроля широко используются различные хи­ мические, физико-химические, физико-механические методы анализа.

Специалисты, оканчивающие техникумы, должны знать современные методы испытания вяжущих мате­ риалов и асбестоцемента и уметь проводить эти испыта­ ния в лабораторных и заводских условиях.

В данной книге, являющейся учебным пособием, да­ но описание наиболее важных методов исследования химических, физических и технологических свойств порт­ ландцемента, извести, гипса, асбестоцемента. Описанию всех методов предшествует краткое пояснение их теоре­ тических основ. Содержание Лабораторных работ и ме­ тодики их провеДен'ия.^йзлржены-в- соответствии с требо­ ваниями действующих "ГОСТб'в'д Технических условий. Физико-химические методы анализа, рассмотренные в I части книги на примере исследования цемента, в равной мере могут быть использованы и при изучении асбесто­ цемента ( I I часть книги).

При описании лабораторных работ дается подробная характеристика оборудования и материалов, поскольку знание приборов и объектов исследования является за­ логом правильного проведения исследования и получе­ ния точных результатов.

Лабораторные работы тесно увязаны с теоретическим курсом по технологии вяжущих веществ и изделий из них, составляя вместе с ним единое целое в подготовке ква­ лифицированных специалистов.

1*

го измельчения клинкера с гипсом и добавками, и твер­ деющее на воздухе и в воде.

Портландцементный клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и гли­ ны или некоторых других материалов. При этом обес­ печивается преобладание в клинкере силикатов кальция. Химико-минералогический состав портландцемеитного клинкера характеризуется содержанием различных окис­ лов и минералов в %, а отношения между ними выража­

тически связанной кремнекислотой, к ее количеству, тео­ ретически необходимому для полного связывания кремнекислоты в трехкальциевый силикат:

держания в клинкере кремнекислоты к сумме процентно­ го содержания окислов алюминия и железа

4

окиси алюминия к процентному содержанию окиси же­ леза

%Fe2 03

Величина этого модуля находится в пределах 1—2,5. Несмотря на некоторую упрощенность, расчетные

СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ

Для получения портландцементного клинкера нор­ мального состава и правильного ведения процесса клинкерообразования сырьевая смесь должна быть составле­ на из точно рассчитанных и отмеренных количеств от­ дельных компонентов — известняка, глины, огарков и т. д. Расчет сырьевой смеси заключается в установлении на основе химического анализа этих компонентов их со- • отношения в общей сырьевой смеси.

Химическим анализом определяют процентное содер­ жание основных окислов: Si02 , А12 03 , Fe2 03 , CaO, MgO, SO3 и потерь при прокаливании. Если в сырье имеется закись железа FeO и закись марганца МпО, их содержа­ ние пересчитывают на Fe203 и М.П2О3 и прибавляют к Fe203. При этом пересчетный коэффициент для FeO со­ ставляет 1,1114, для МпО 1,1127. Для удобства расче­ тов сумму всех окислов в каждом компоненте приводят к 100%. Если эта сумма больше 100%, то значение каж­ дого окисла следует умножить на коэффициент, полу­ чаемый делением 100 на сумму окислов, полученную в результате химического анализа. Если сумма окислов меньше 100%, то удобнее довести ее до 100 путем вклю­ чения в состав компонента «прочих» соединений (если сумма отличается от 100% не более чем на 1%).

Расчет портландцементной сырьевой смеси ведут в основном с использованием коэффициента насыщения КН и модулей: силикатного п и глиноземного р. Иногда

5

требуется рассчитать сырьевую смесь, исходя из задан­ ного минералогического состава клинкера. В этом случае на основе минералогического состава рассчитывают хи­ мический состав клинкера, а затем следует обычный рас­ чет с использованием КН, п и р.

Расчет сырьевой смеси по модулям и КН. Рассмот­ рим формулы для расчета сырьевой смеси. Введем вна­ чале сокращенные обозначения окислов (табл. 1).

Формула для расчета двухкомпонентной сырьевой смеси по КН. Допустим, что для получения сырьевой смеси с заданным значением КН на одну весовую часть второго компонента (глинистого) требуется X весовых частей первого компонента (известнякового). В этом слу­ чае

Двухкомпонентную сырьевую смесь можно использо­ вать в том случае, если получаемый при этом клинкер характеризуется модулями, значения которых лежат в допустимых пределах. Однако такое сырье встречается сравнительно редко, поэтому необходимо вводить третий компонент для получения клинкера нужного состава. Вы­ бор этого компонента определяется тем, как следует из­ менить тот или иной модуль. Если, например, при расчете двухкомпонентной сырьевой смеси значение силикатного модуля будет слишком большим, то необходимо его сни­ зить, вводя такие компоненты, как пиритные огарки, ко­ лошниковую пыль и др., богатые окисью железа или окисью алюминия. Когда необходимо повысить силикат­ ный модуль, третий компонент должен представлять со­ бой кремнеземистый материал: опоку, трепел и т. д. Ес-

6

Ли же необходимо изменять оба модуля, то приходится вводить и железистую и кремнеземистую добавку. В ито­

ной сырьевой смеси задаются двумя параметрами: коэф­ фициентом насыщения и силикатным или глиноземис­ тым модулем. Допустим, что требуется рассчитать трехкомпонентную сырьевую смесь по значениям коэффици­ ента насыщения и силикатного модуля. Считаем, что на одну весовую часть третьего компонента приходится А' весовых частей первого компонента и Y весовых частей второго.

Пользуясь формулами коэффициента насыщения и силикатного модуля, получаем систему двух уравнений с двумя неизвестными :

X (С^ — 2.8S! КН — 1,ЬЬкх — 0,35FX) -f У(С2 —

d = 2,8/СЯ S3 + 1,65А3 + 0,35F3 - С3 ; a2 = S± — nkx — nFx ;

b2 = S2 — nA2 — nF2; c2 = nAs + nF3 — S3.

Тогда:

a i b2 — o2 &i

При расчете трехкомпонентной сырьевой смеси по за­ данным значениям коэффициента насыщения и глино-

7

земного модуля можно пользоваться теми же уравнения­ ми (6) и (7). В этом случае значения а ь Ьх и с\ остаются прежними, а для а2, Ь% и Сг принимаем:

h = PF2 — A3 ;

Ct = Aa — pF3 .

П р и м е р р а с ч е т а т p e x к о м п о п e п т и о й с ы р ь е в о й

Поскольку силикатный модуль глины равен 1,93, т. е. меньше заданного, в качестве третьего компонента необходимо взять высо­ кокремнеземистую добавку, в данном случае трепел. По уравнени­ ям (6) и (7) определяем соотношение компонентов в сырьевой сме­ си, предварительно подсчитав значения соответствующих коэффи­ циентов.

8

Следовательно, на I вес. ч. трепела требуется 6,54 вес. ч. изве­ стняка п 1,28 вес. ч. глины. В процентном выражении это дает сле­ дующие значения:

6,54 количество известняка 6,54 + 1,28 + 1100 = 74,15%;

1,28 количество глины 6,54 + 1,28+1 •100=14,51%:

^6,54 + 1,28 + 1

Подсчитываем состав сырьевой смеси и клинкера (табл. 3). Проверяем правильность расчета:

~

9