Порошковые материалы

Содержание

Введение

1. Определение минеральных вяжущих. Примеры
2. Классификация и номенклатура вяжущих веществ, исходные материалы для их производства, добавки.
3. Производство гипсовых вяжущих.
4. Сырьевые материалы, использующиеся для производства асбестоцементных изделии. Требования к ним

Список литературы.

Введение

Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значение для народного хозяйства. Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть из них. Их называют строительными вяжущими веществами и делят на две основные группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь, гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые часто «черными» вяжущими.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешения с водой (а в отдельных случаях с растворами некоторых солей) образуют массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние.

Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем грубого и тонкого измельчения исходных материалов и полупродуктов с последующей термической обработкой при разных температурах. В этих условиях протекают разнообразные физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами. Обожженный материал подвергают тонкому измельчению.

Большинство минеральных вяжущих твердеет в результате возникновения гидратных новообразований при взаимодействии вяжущего вещества с водой. Лишь в некоторых случаях твердение происходит в итоге взаимодействия вяжущего, например, гашеной воздушной извести, с углекислотой воздуха и одновременной перекристаллизации гидроксида кальция.

Минеральные вяжущие используют в подавляющем большинстве случаев в смеси с водой и с так называемыми заполнителями - минеральными (а иногда и органическими) материалами, состоящими из отдельных зерен, кусков, волокон разных размеров. Вяжущие в смеси с мелким заполнителем (песком) дают растворы, в смеси с мелкими и крупными заполнителями (гравием, щебнем и т.п.) 0- бетоны. Иногда вяжущие применяют только в виде смесей с водой без   заполнителей. Использование вяжущих в смеси с заполнителями обусловлено двумя основными причинами. Первая - причина экономического характера стоимость вяжущих  относительно высока, поэтому для снижения стоимости изделия или конструкции их необходимо изготовлять с минимальным расходом вяжущего. Для каждого вида изделий и конструкций расход вяжущего определяется рядом требований, предусматривающих необходимую строительную прочность, надежность и долговечность того или иного сооружения. Вторая причина - технического характера. Дело в том, что вяжущие вещества в виде теста без заполнителей обнаруживают повышенную склонность к усадке и набуханию, как при твердении, так и под влиянием тепло влажностных изменений. Это зачастую приводит к образованию трещин и ускоренному разрушению конструкций и сооружений.

Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности.

1. Вяжущие вещества - основа современного строительства

Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют всевозможные строительные изделия и конструкции, в том числе и армированные сталью (железобетонные, армосиликатные и др.). Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).

Значение вяжущих веществ в современном строительстве иллюстрируется следующими данными: при возведении жилых домов из кирпича или бетонных и железобетонных изделий  на 1 м2   жилой площади в среднем расходуется до 300 кг вяжущих веществ (цемента, извести, гипса). Только на жилищное строительство ежегодно требуется до 35-40 млн. т вяжущих веществ, а на промышленное, гидротехническое, сельскохозяйственное и другие его виды - значительно больше. В частности, на возведение таких уникальных сооружений, как Волгоградская, Братская, Красноярская гидроэлектростанции, требуется 1,5-2 млн. т цемента. В двенадцатой пятилетке предусмотрено дальнейшее развитие производства строительных материалов, в том числе и цемента, выпуск которого в 1990 г. должен достигнуть 140-142 млн. т.

Необходимо перевести производство на интенсивный путь развития, уделять внимание повышению эффективности производства, качества продукции и производительности труда, а также выполнению заданий Продовольственной и Энергетической программ. При организации и эксплуатации предприятий должны использоваться энергосберегающие, мало- и безотходные технологии с комплексным использованием природного сырья, а также отходов разных отраслей промышленности и сельского хозяйства, как того требуют статья 18 Конституции СССР и постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР об усилении охраны природы и улучшения использования   природных   ресурсов   (1972   и   1978 г).

Намечено выпустить до 135 млн. м3 сборных железобетонных изделий и конструкций, на что потребуется до 40-45 млн. т цемента.

2. Классификация и номенклатура вяжущих веществ, исходные материалы для их производства, добавки

Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие.

Воздушные вяжущие вещества характеризуются тем, что будучи смешаны с водой, твердеют и длительно сохраняют прочность лишь в воздушной среде. При систематическом увлажнении бетоны, изделия и конструкции на воздушных вяжущих сравнительно быстро теряют прочность и разрушаются. К воздушным вяжущим веществам относят гипсовые и магнезиальные вяжущие, а также воздушную известь.

Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной среде. Гидравлические вяжущие применяют в производстве разнообразных изделий и конструкций, а также при возведении зданий и сооружений, предназначенных к эксплуатации в воздушной и водной среде. В эту группу входят многие вяжущие вещества, которые, в свою очередь, с некоторой условностью можно разделить на несколько подгрупп.

В первую подгруппу включают гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 10- 20 % активных минеральных добавок. В эту подгруппу входят: а) портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий портландцемент без добавок и с добавками, белый портландцемент; б) глиноземистый цемент; в) романцемеит; г) гидравлическая известь.

Ко второй подгруппе относят смешанные гидравлические вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих друг с другом, а также отдельных вяжущих или их смесей с активными минеральными добавками, вводимыми в количестве более 10-20%. Основные вяжущие этой подгруппы: а) на основе портландцемента - шлаковый и пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов и др.; б) на основе воздушной и гидравлической извести - известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-белитовый (нефелиновый) и известково-шлаковый цементы и др.; в) на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса - расширяющиеся и безусадочные цементы; г) на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок - гипсоцементно-пуццолановые вяжущие и др.; д) на основе доменных гранулированных шлаков - сульфатно-шлаковый цемент, шлако-щелочное вяжущее.

К кислотостойким вяжущим веществам относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее после начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористоводородной.

Строительными нормами и правилами наряду с воздушными и гидравлическими вяжущими веществами в отдельную группу выделены вяжущие автоклавного твердения. Они наиболее эффективно твердеют при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара 0,8-1,5 МПа (изб.). К их числу, в первую очередь, относят известково-кварцевое, известково-шлаковое вяжущие и тому подобные смеси, не способные к интенсивному твердению при 20-95 С. Но по существу и эти вяжущие входят в группу гидравлических.

Исходными материалами для производства вяжущих веществ служат различные горные породы и некоторые побочные продукты ряда отраслей промышленности (металлургической, энергетической, химической и др.). Так, для производства гипсовых вяжущих используются гипсовые породы, состоящие в основном из двуводного гипса CaS04-2H20. Для этой же цели применяют и фосфо-гипс, являющийся отходом производства фосфорных удобрений.

Производство магнезиальных вяжущих базируется на использовании природных магнезитов MgC03 и доломитов MgC03-CaCO; Карбонатные горные породы в виде известняков, мела, доломитов, мергелей - основа для получения воздушной и гидравлической извести, а также романцемента.

Сырьем для цемента являются известняки, мел, а также глинистые породы (те и другие с минимальными примесями карбоната магния, гипса и щелочных соединений). Для цементного производства используют кремнеземистые породы- диатомит, трепел, опоку, вулканические туф и трасс. Высокоглиноземистые породы (бокситы) применяют в производстве глиноземистого цемента (вместе с чистыми известняками).

В производстве вяжущих веществ целесообразно широко использовать такие побочные продукты других отраслей промышленности, как металлургические шлаки, шлаки и золы от пылевидного сжигания различных видов твердого топлива, шлаки электротермического способа производства фосфора, белитовый (нефелиновый) шлам и т.п. Все эти продукты по химическому составу зачастую близки к различным вяжущим (в том числе и к портландцементу) и обладают значительным запасом химической и тепловой энергии, полученной во время их тепловой обработки в основном производстве. Это предопределяет высокую технико-экономическую эффективность использования таких «полупродуктов» в промышленности вяжущих веществ.

Добавки

Как уже отмечалось, в вяжущие вещества, в растворные и бетонные смеси для регулирования, улучшения или придания специальных свойств во многих случаях вводят различные добавки. Они  влияют на химические и физико-химические процессы при твердении вяжущих и бетонов, зачастую изменяя (модифицируя) микроструктуру затвердевшего камня в желаемом направлении. Такие добавки называют модификаторами.

С целью повысить технико-экономическую эффективность производства и направленного регулирования свойств при помоле цементов на основе портландцементного или глиноземистого клинкера в них допускается введение добавок в виде неорганических или органических природных или искусственных материалов или их смесей (ГОСТ 24640-81).

Добавки подразделяют по степени влияния на свойства цемента и по назначению на:

1. компоненты вещественного состава (активные минеральные добавки), изменяющие наименование цементов и обладающие гидравлическими и (или) пуццоланическими свойствами (диатомиты, трепелы, вулканические породы, активные золы и шлаки);
2. наполнители - улучшающие зерновой состав цементов и структуру затвердевшего камня, не обладающие или обладающие слабыми гидравлическими или пуццоланическими свойствами при нормальных условиях твердения (малоактивные золы, шлаки, известняк и др.);
3. технологические - интенсификаторы помола, уменьшающие продолжительность измельчения цемента;
4. регулирующие основные свойства цемента: сроки схватывания, ускоряющие твердение (Na2SO.b СаС12, Na2C03 и др.), повышающие прочность, воздухововлекающие, регулирующие водоудерживающую способность, повышающие пластичность цементно-песчаных растворов (пластификаторы), уменьшающие смачивание водой поверхности частиц цемента (гидрофобизирующие добавки);
5. регулирующие специальные свойства цементов: уменьшающие тепловыделение, регулирующие объемные деформации, повышающие коррозиеустойчивость, красящие и декоративные свойства, стабилизирующие (предупреждающие расслоение растворных и бетонных смесей), кольматирующие поры, повышающие термостойкость.

Добавки, ускоряющие твердение, должны повышать начальную прочность цемента не менее чем на 10 % при определении по ГОСТ 310.4-81. Добавки, повышающие прочность, должны обеспечивать увеличение активности в 28-суточном возрасте цементов марок 400 и ниже - не менее 10%, а марок выше 400 - не менее 7% (ГОСТ 310.4-81).

Эффективность добавок, повышающих пористость камня, должна быть не менее 50 % по сравнению с контрольной (без добавки).

Уменьшение тепловыделения цемента при введении соответствующей добавки должно быть не менее 10 % при сравнении с эталоном по ГОСТ 310.5-80.

Эффективность интенсификаторов помола цемента должна быть не менее 10 % по сравнению с измельчением цемента без добавок. Классификация добавок, вводимых в бетонные смеси для регулирования их свойств и свойств бетонов, а также критерии оценки эффективности и методы испытаний смесей и бетонов по ГОСТ, ТУ и СН приведены в ГОСТ 24211-80 (с пзм.).

В дальнейшем при описании свойств цементов и других вяжущих будет дано более подробное изложение условий применения главных из перечисленных добавок. Многие из них характеризуются полифункциональным действием на вяжущие вещества, бетонные смеси и бетоны. Например, ССБ (сульфитно-спиртовая барда) и СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка) оказывают не только пластифицирующее влияние на бетонные смеси, но одновременно замедляют их твердение. Последнее явление преодолевается вводом в смеси одновременно добавок - ускорителей твердения.

 В связи с этим  многие вещества используют совместно  для достижения оптимального  эффекта в регулировании различных  свойств бетонных смесей и  бетонов.

Введение каждой добавки в цементы, бетонные смеси отдельно усложняет технологию, особенно если число добавок более двух. В этом случае применяют комплексные добавки. Наиболее целесообразны добавки в виде сухих смесей. В. М. Москвиным, Ф. М. Ивановым, В. Г. Батраковым и другими разработаны комплексные порошкообразные водорастворимые добавки, пластифицирующие бетонные смеси, повышающие морозостойкость и конечную прочность бетона, ускоряющие его твердение. Применение этих добавок в оптимальном количестве способствует значительной экономии цемента и повышению прочности и долговечности бетонов. Их содержание зависит от многих факторов и должно устанавливаться экспериментально.

3. Производство гипсовых вяжущих. Основное оборудование и параметры.

 При тепловой обработке гипсовых пород различных месторождений в заводских условиях можно получать продукты, значительно различающиеся по содержанию отдельных модификаций. Это обусловливается неоднородностью исходного сырья, условиями тепловой обработки и, в частности, скоростью и длительностью нагревания, а также близостью и даже совпадением многих свойств а- и р-модификаций полугидратов, обезвоженных полугидратов и растворимых ангидритов. Характерно, например, что а- и -модификации сульфата кальция в, ряде случаев могут быть получены одновременно при тепловой обработке двуводного гипса в одном, и том же аппарате   и   даже в одном куске материала.

Улучшению качества полу водного гипса способствует некоторое увеличение продолжительности тепловой обработки, так как создаются более благоприятные условия. для дегидратации гипса и получения продукта с пониженной водо-потребностью.

Интенсивное выделение воды из двуводного гипса в виде пара приводит к образованию частичек полугидрата с рыхлой губчатой структурой, характеризующейся большой внутренней поверхностью. Это обусловливает повышенную реакционную способность материала. Такая структура характерна для р-полугидрата, отличающегося повышенной водо-потребностью при затворении водой в тесто нормальной густоты. Наоборот, при дегидратации двуводного гипса в среде насыщенного пара (особенно под давлением выше атмосферного), а также при его тепловой обработке в водных растворах солей при температуре около 110 °С и выше полуводный гипс получается в виде крупных хорошо оформленных плотных кристаллов «модификации, характеризующихся пониженной водо-потребностью».

Таким образом, регулируя процессы тепловой обработки, можно получать вяжущие с заданными свойствами.

Гипсовое вяжущее -модификации полуводного гипса по традиции называют строительным гипсом. По ГОСТ 125-79 и ГОСТ 23789-79 он характеризуется по прочности при сжатии образцов марками от Г-2 до Г-16 (20- 16 МПа).

Как указывалось, при обжиге протекает эндотермическая реакция CaSO4-2H2O = CaSO4-0,5H2OH-l,5H2O с поглощением   588 кДж теплоты на 1 кг полугидрата.

Двуводный гипс при переходе в полуводный теоретически теряет воду в количестве 15,76 % своей массы. Следовательно, теоретический коэффициент выхода полуводного гипса равен: 1 - (15,76)/100«0,842, а соответствующий коэффициент расхода двугидрата на единицу   массы     полугидрата   составляет:   1:0,842=1,188.

В действительности при получении полуводного гипса и других гипсовых вяжущих из гипсового сырья, содержащего гигроскопическую влагу и часто характеризующегося пониженным по сравнению с теоретическим содержанием   гидратной   (кристаллизационной)  воды   и наличием некоторых количеств примесей, практический коэффициент выхода 'продукта ВЩ) будет отличаться от теоретического.

Заводы по производству гипсовых вяжущих (строительного гипса) принято размещать как вблизи месторождений гипсового сырья, так и на значительных расстояниях от них, что в каждом отдельном случае определяют на основе технико-экономических данных с учетом местных условий.

Производство строительного гипса из плотной гипсовой породы состоит из трех главных операций: дробления гипсового камня, помола и обжига материала. Основные способы производства строительного гипса, применяемые в настоящее время, можно разделить на следующие три группы, характеризующиеся: предварительной сушкой и измельчением сырья в порошок с последующей дегидратацией гипса (обжиг гипса в пароварочных котлах); совмещением операций сушки, помола и обжига двуводного гипса; обжигом гипса в виде кусков различных размеров в шахтных, вращающихся, камерных и других печах. Полугидрат в порошок измельчают после обжига.

Производство строительного гипса с применением гипсоварочных котлов. Гипсовый камень доставляют обычно из рудников и карьеров в кусках и глыбах до 300-500 мм (реже в виде щебня фракций 10- 50 мм), что вызывает необходимость его дробления в одну или две стадии в щековых и молотковых дробилках. Щековые дробилки обычно применяют при двустадийном дроблении для первичного измельчения гипсового камня до кусков размеров 30-50 мм. Молотковые дробилки используют, как правило, для вторичного дробления кусков в мелкий щебень размером до 10-15 мм. Более экономично дробление гипсового камня в одну стадию в крупных молотковых дробилках до частиц размером 0-25 мм.

Тонкое измельчение гипсового щебня осуществляют в шахтных, роликомаятниковых и других мельницах. При выборе мельниц для измельчения двуводного гипса следует учитывать необходимость получения порошка, частицы которого имели бы кубическую форму, а не лещадную. Этого в значительной степени удается достичь в дробилках и мельницах, измельчающих материал ударным воздействием. При кубической форме обеспечивается наиболее быстрое и равномерное удаление гидратной воды из кристаллов гипса. Помол влажного двуводного гипса затруднителен, поэтому на современных заводах эту операцию совмещают обычно с сушкой гипса. На  3 приведена схема шахтной мельницы для сушки и одновременного измельчения гипса. Она состоит из камеры измельчения 6, вала 4, ротора с билами 5 и шахты 3 высотой 12-15 м. Била шарнирно соединяются с билодержателями, которые, в свою очередь, шарнирно крепятся к диску ротора. Гипсовый камень в виде щебня размером до 3-4 см подается тарельчатым питателем через течку в верхнюю часть камеры измельчения на быстро вращающиеся била. Для повышения износоустойчивости била наплавляют твердыми сплавами слоем толщиной 5-8 мм.

Для подсушки гипса из топок варочных котлов через патрубки 2 и боковые каналы 1 в мельницу подают горячие газы с температурой 300-400 °С.

 В этой мельнице  из гипса удаляется и некоторая  часть кристаллизационной воды. Поток газов увлекает измельченный  и подсушенный материал из камеры измельчения вверх шахты. Отсюда тонкие частицы вместе с газами поступают в пылеосадительные устройства, а грубые выпадают из потока и возвращаются в мельницу. Обычно в 1м3 газов содержится около 1 кг гипсовой пыли. Изменяя скорость потока тазов в шахте с помощью вентилятора высокого давления, устанавливаемого обычно за циклонами, можно регулировать тонкость помола гипса. Чем больше скорость потока, тем грубее помол, и наоборот. Смесь дымовых газов с воздухом проходит через шахту и пылеосадительные устройства под действием разрежения, создаваемого вентилятором, и частично в результате вращения ротора самой мельницы. В зависимости от желаемой тонкости помола гипса скорость движения газов в шахте поддерживается в пределах 3,5-6 м/с.

Производительность шахтных мельниц от 3 до 25 т/ч. Расход электроэнергии при измельчении в них двуводного гипса до остатка около 10 % на сите № 02 достигает 8-10 кВт ч/т без учета расхода энергии на приведение в движение вентиляторов и питателей.

После выхода из мельниц газопылевую смесь направляют в систему пылеочистительных устройств, в которых из газового потока осаждается гипсовый порошок. От эффективности работы пылеосадительных устройств в значительной мере зависят санитарные условия на заводе и на прилегающей к нему территории, а также производственные потери. Поэтому на современных гипсовых заводах устанавливаются многоступенчатые системы очистки. На первой ступени улавливаются крупные частицы, на второй осаждаются тонкие фракции и, наконец, на последней ступени газы очищаются от мельчайших частиц. На первой ступени применяют циклоны и иногда пылеосадительные камеры, на второй - циклоны и батарейные циклоны, и для окончательной очистки - электрофильтры.

Циклоны имеют верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части. В циклоне взвешенные частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндра и по ней соскальзывают в коническую часть - пылесборник. Коэффициент очистки газов циклонами при концентрации гипсовой пыли 600-700 г/м3 достигает 95% и понижается до 60 % при концентрации 1 кг/м3.

Циклоны просты по конструкции и надежны в работе. Температура очищаемых в них газов может достигать 400 °С.

Батарейные циклоны - группы параллельно соединенных циклонов малого диаметра. Их устанавливают (в тех случаях, когда необходимо очищать большие объемы газа, содержащего тонкую пыль) вместо одного или двух циклонов большого диаметра. В НИИОГазе разработаны конструкции из 2, 4, 6 и 8 циклонов диаметром 200-1100 мм. Объединение циклонов меньшего диаметра в секции дает возможность, не уменьшая их производительности, довести степень очистки газов до 80-98 %.

Электрофильтры различают трубчатые и пластинчатые, а в зависимости от направления входящих газов - вертикальные и горизонтальные. В гипсовой промышленности для очистки газов применяют аппараты с горизонтальным ходом газов. Производительность вертикальных электрофильтров 20-36 тыс. м3/ч, а горизонтальных - 28 - 46 тыс. м3/ч. При скорости движения газов в электрофильтрах обоих типов в пределах 0,7-1 м/с коэффициент очистки достигает 0,98-0,99. С увеличением скорости газового потока коэффициент очистки значительно снижается.

Наилучшие показатели работы электрофильтров достигаются при относительной влажности газов 20-30 % и температуре до 200 °С. При этом если газы до очистки содержат не более 40-60 г/м3 пыли, то после очистки содержание ее не превышает 0,8 г/м3. При меньшем содержании пыли в очищаемых газах количество ее после очистки еще меньше. Расход электроэнергии на обеспыливание 1000 м3 газовой смеси в этих фильтрах составляет около 0,4 кВт / ч.

Гипсовое вяжущее можно получать различными способами. Их сущность состоит в том, что сырье (в виде мелкой щебенки или порошка) первоначально подвергают тепловой обработке, при которой из двуводного гипса выделяется кристаллизационная вода в капельножидком состоянии, и он переходит в а-полугидрат, имеющий вид крупных плотных кристаллов. Затем полученный материал сушат в условиях, исключающих возможность гидратации полугидрата, после чего его измельчают.

Тепловая обработка двуводного гипса с получением а-полугидрата может осуществляться в автоклавах в среде насыщенного пара при давлении 0,15-0,3 МПа и в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении и 105-110СС.

Автоклавные способы, в свою очередь, разделяют на такие, при которых обезвоживание осуществляют в автоклаве, а сушку продукта- специальном аппарате или же обезвоживание и сушку проводят в одном аппарате. Кроме того, при одних способах в аппараты для обезвоживания гипса пар подают извне, а при других - пар образуется в аппарате испарением воды из гипса во время его нагревания  («самозапаривание» гипса).

По способу Ф. Т. Садовского и А. С. Шкляра, гипсовый камень в виде щебня с размером кусков 10-40 мм пропаривают и сушат в автоклаве-запарнике (демпфере). Он представляет собой вертикально установленный стальной резервуар высотой около 4 м и диаметром 2,2 м с герметически закрывающимися люками для загрузки и разгрузки щебенки.

В загруженный запарник первоначально подают насыщенный пар для тепловой обработки сырья под давлением 0,13 МПа при 124 °С в течение 5 ч. В это время из двуводного гипса выделяется вода в жидком состоянии, причем образуется полугидрат в виде хорошо оформленных крупных кристаллов. Вода, получающаяся при конденсации пара, а также выделяющаяся из двуводного гипса во время тепловой обработки отводится через специальное устройство. По окончании прогрева гипса давление пара снижается до атмосферного. Далее в запарник подаются горячие топочные газы для сушки полученного полугидрата при 120-140 °С в течение 3-6 ч. Весь цикл обработки занимает 10-12 ч. Высушенный материал размалывают в шаровых мельницах. Недостаток способа - значительная продолжительность тепловой обработки и повышенный расход топлива.

Способ самозапаривания Б. Г. Скрамтаева и Г. Г. Булычева отличается от предыдущих тем, что предусматривает создание избыточного давления в запарниках в результате испарения из гипсового камня гигроскопической и части гидратной воды. Для этой цели были разработаны два типа самозапарников (вертикальный и вращающийся горизонтальный).

А. С. Разоренов и М. Т. Власова в 1940 г. показали возможность получения гипсовых изделий тепловой обработкой двуводного гипса в автоклавах. Двугидрат измельчают в порошок, смешивают с заполнителями и водой, из получаемой смеси формуют изделия, запариваемые в формах.

При этом двугидрат переходит в полугидрат. После термообработки изделия извлекают из автоклава и они остывают в формах. В это время полугидрат связывается с водой, образуется двуводный гипс, что сопровождается твердением изделий.

По способу Г. Н. Богданович а-полугидрат получается варкой с перемешиванием водной суспензии порошка двуводного гипса в автоклаве под давлением 0,15-0,3 МПа (отн.) в течение 1,5-2 ч. При этом в суспензию вводят ПАВ - ССБ (3% по массе двугидрата) или мылонафт (i^2,4%) для модификации кристаллов полугидрата. Полученная водная суспензия полугидрата с 5/Г=0,4...0,б после охлаждения до 100 °С из автоклава направляется на изготовление изделий. Этот способ отличается кратковременным циклом, исключением потерь сырья в виде отходов мелочи, а также сушки продукта, а часто и изделий.

4. Портландцемент для производства асбестоцементных изделий

 Применение портландцемента в производстве асбестоцементных изделий характеризуется рядом особенностей.

При изготовлении асбестоцементных изделий начальная гидратация цемента протекает при очень высоком водоцементном отношении; в процессе производства из сильно обводненной асбестоцементной массы отфильтровывается, отсасывается и отжимается значительное количество воды. Частички цемента должны быть достаточно тонкими, чтобы   удерживаться на волокнах асбеста; вместе с тем излишняя их дисперсность может вызвать повышенную водо-потребность вяжущего, отрицательно отражающуюся на обезвоживании и уплотнении изделии. В связи с этим портландцемент, по ГОСТ 9835-77, должен иметь тонкость помола, характеризуемую удельной поверхностью не менее 2200 и не более 3200 см2/г.

Клинкер для этого цемента должен содержать (%): C3S не менее 52, а СзА не менее 3 и не более 8. Содержание СаО слабо допускается не более 1, a MgO - до 5 %.

Для интенсификации помола клинкера допускается введение добавок, не ухудшающих качество цемента, в количестве не более 0,5 % по массе цемента. Начало схватывания этого цемента должно наступать не ранее 1,5 ч, а конец - не   позднее 10 ч от начала затворения.

Портландцемент для производства асбестоцементных изделий делят на марки 400 и 500, определяемые на образцах из раствора 1:3 по ГОСТ 310.1-76  (с изм.) - ГОСТ 310.4-81.

Портландцемент для производства асбестоцементных изделий характеризуется практически такими же строительными свойствами, что и обычный портландцемент, и отличается от него более интенсивным твердением и ростом прочности в начальные сроки.

Список литературы

Байков А. А. Труды в области вяжущих веществ и огнеупорных материалов. Т.5. М.: изд. АН СССР, 1948.