Шлак доменный тонкодисперсный помол как у цемента
Перейти к содержимому

Шлак доменный тонкодисперсный помол как у цемента

  • автор:

Шлак доменный тонкомолотый

Одним из самых эффективных материалов в части экономии цемента является тонкомолотый доменный гранулированный шлак. Данный материал достаточно хорошо изучен как активная минеральная добавка в цементы, кроме того, шлак является основным компонентом при получении шлакощелочных вяжущих и изделий на их основе. При его использовании параллельно решается экологическая проблема.

Шлак доменный — побочный продукт, образующийся при производстве чугуна.

Химический состав доменных шлаков зависит от вида и свойств железных руд, качества кокса, флюсов и вида выплавляемого чугуна. По содержанию окислов доменные шлаки близки к цементу, при этом их минералогический состав существенно отличается от минералогического состава портландцементного клинкера.

Гидравлической активностью обладают гранулированные шлаки (шлаки быстрого охлаждения).

Шлаки медленного охлаждения (шлаковые пески) обладают заметно меньшей гидравлической активностью, вследствие отличной от гранулированных шлаков кристаллической структуры. Поэтому данные материалы не представляют интереса в качестве активной минеральной добавки к цементам

Решение от: EXTYL

Завод тонкодисперсных материалов ©2011 Использование материалов с сайта без согласия владельца запрещено. Производство турбовихревых помольных комплексов. Тонкодисперсный помол

Шлаковый цемент – что это и для чего нужен, характеристики

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола клинкера, гипса и гранулированного доменного или электротермометаморфического шлака. Есть и другой способ производства этого вяжущего – раздельный помол компонентов с последующим их перемешиванием. Долгое время шлак считался бесполезным отходом металлургических производств, но практика показала, что с помощью его добавления в цемент можно добиться ценных характеристик вяжущего. Количество шлака в вяжущем составляет 20-80 %. До 10 % этого компонента может заменяться трепелом или другой активной добавкой.

Производство гранулированного шлака

Шлак – побочный продукт металлургического производства, состоящий из кварца, оксидов кальция, магния. Расплавленный шлак, предназначенный для добавки в портландцемент, подвергается ускоренному охлаждению водой или паром – грануляции. Скоростное охлаждение предотвращает кристаллизацию продукта, он остается в химически активном стеклообразном тонкозернистом состоянии. Гранулированный шлак, благодаря сохранению химической активности, вступает во взаимодействие с компонентом клинкера – гидроксидом кальция – с образованием гидросиликата и гидроалюмината кальция.

Компоненты цемента со шлаком:

  • Клинкер с содержанием магния не более 6 %. Оксид магния снижает прочность бетона.
  • Доменный или электротермометаморфический шлак – 20-80 %. Оптимальное количество шлаковых добавок зависит от требуемых характеристик вяжущего.
  • Гипс природный чистый и гипс, содержащий фосфор, бор, фтор. Содержание гипсовых компонентов не должно превышать 5 % от общей массы клинкера.

Компоненты высушивают в специальных камерах. Влажность после высушивания не превышает 1 %. После этого их перемалывают до состояния тонкодисперсного порошка.

Характеристики шлакопортландцемента

Зачем в цемент добавляют шлак?

С помощью этого технологического приема удается добиться получения целого комплекса полезных характеристик:

  • Повышеннаястойкость материала к мягким и сульфатным водам, благодаря отсутствию активных компонентов и плотной молекулярной структуре. ШПЦ может использоваться для строительства конструкций, эксплуатируемых во влажной среде.
  • Пониженноетепловыделение, что является положительным моментом при строительстве массивных конструкций, но отрицательным при бетонировании в холодные периоды года.
  • Умереннаяводопотребность.
  • Высокаяводостойкость и морозостойкость.
  • Повышеннаяжаростойкость – +600…+800 °C.
  • Стоимость, которая ниже стоимости традиционного портландцемента на 15-20 %. В масштабах крупного строительства этот фактор обеспечивает существенную экономию.
  • Возможность применения для строительства как наземных, так и подземных конструкций.

Цемент со шлаком отличается от цемента традиционного состава меньшей плотностью, что снижает массу готовой строительной конструкции или бетонного изделия.

Минусом шлакосодержащего материала считается замедленное твердение в первое время после заливки. Особенно медленно оно протекает при пониженных температурах. Твердение шлакопортландцемента можно значительно ускорить применением тепло-влажностной обработки. Поэтому такое вяжущее активно используется при производстве изделий, подвергаемых пропариванию.

Можно назвать еще одну отрицательную характеристику цемента со шлаком – меньший гарантированный срок годности, по сравнению с обычным ПЦ. Шлакопортландцемент способен сохранять рабочие характеристики на протяжении всего 45 суток после отгрузки с завода-изготовителя. При хранении необходимо соблюдать нормативные требования, иначе ШПЦ потеряет рабочие характеристики еще быстрее.

Виды цемента с добавкой шлака

Шлакопортландцемент по скорости твердения делится на два основных типа:

  • Нормальнотвердеющий. По набору прочности отстает в первые дни от обычного портландцемента. Но после трех недель твердения прочность ШПЦ выше прочности ПЦ аналогичной марки.
  • Быстротвердеющий. В составе такого вяжущего присутствуют ускорители твердения вулканического и минерального происхождения – пепел, пемза и другие. Марочную прочность такое вяжущее способно набрать уже после 7-14 суток твердения.

Области применения цемента со шлаком

Для чего пригоден цемент с содержанием шлака более 20 %:

  • Производство ЖБИ – панелей, плит перекрытия.
  • Изготовление монолитных строительных конструкций объектов жилого и промышленного назначения.
  • Изготовление бетонных изделий с применением пропаривания.
  • Строительство объектов с применением различных способов тепло-влажностной обработки.
  • Устройство дорожного полотна.
  • Производство бетонных труб для устройства инженерных коммуникаций.
  • Строительство мостовых конструкций и эстакад.
  • Приготовление штукатурных и кладочных растворов.

Бетонные смеси и строительные растворы на основе шлакопортландцемента в нашей стране распространены не очень широко. Они изготавливаются в заводских условиях, а их использование в строительстве контролируется инженерами-строителями.

Андрей Васильев

Автор: Андрей Васильев

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Демонстрационный помол доменного шлака

Демонстрационный помол доменного шлака

Тонкомолотый шлак широко применяется в строительстве, как наполнитель в цементы, сухие строительные смеси. Тонкость помола шлака аналогична тонкости помола цемента, так образом измельчить шлак до размера частиц менее 80 мкм возможно на мельницах серии «ТРИБОКИНЕТИКА». Демонстрационный помол доменного шлака фракции не более 10 мм провели на мельнице «ТРИБОКИНЕТИКА-3050» с получением порошка D95 ≤ 71 мкм.

июля

Демонстрационный помол доменного шлака

Награда фестиваля «ЭКОТЕКТОНИКА»

В июле состоялся III всероссийский фестиваль зелёной архитектуры и экологического стиля жизни «ЭКОТЕКТОНИКА». Главной задачей фестиваля было показать, что забота о природе может быть экономически выгодна. В рамках фестиваля завод «ТЕХПРИБОР» продемонстрировал отечественную разработку по гранулированию древесных отходов в биотопливо – линию «СКАРАБЕЙ» и печь-камин, работающую на пеллетах. Инновационные разработки завода в области биоэнергетики отмечены дипломом фестиваля.

Демонстрационный помол доменного шлака

Демонстрационный помол доменного шлака

Тонкомолотый шлак широко применяется в строительстве, как наполнитель в цементы, сухие строительные смеси. Тонкость помола шлака аналогична тонкости помола цемента, так образом измельчить шлак до размера частиц менее 80 мкм возможно на мельницах серии «ТРИБОКИНЕТИКА». Демонстрационный помол доменного шлака фракции не более 10 мм провели на мельнице «ТРИБОКИНЕТИКА-3050» с получением порошка D95 ≤ 71 мкм.

Демонстрационный помол доменного шлака

В Московской области запущена в эксплуатация линия «АВТОМОЛ-6050»

В Московскую область поставлена и запущена в эксплуатацию линия измельчения «АВТОМОЛ-6050» и фасовки «ДОЗА-200» строительного гипса. Линия полностью автоматизирована и оборудована собственной системой аспирации, классификации и рассева готовой продукции. Фасовка строительного гипса осуществляется в МКР.

Демонстрационный помол доменного шлака

Дробление боя газобетона

В процессе производства газобетонных блоков образуется брак, который при разрушении до размеров куска менее 20 (10) мм, можно вернуть в производство. Дробление боя газобетонных блоков провели на роторной дробилке «СМД-10». Полученный газобетонный щебень, после грохочения, может применяться как заполнитель в ячеистые бетоны, в качестве насыпного утеплителя и др.

Демонстрационный помол доменного шлака

В Крыму запущена в эксплуатацию линия «АВТОМОЛ-6050».

Еще одна линия производства минерального порошка «АВТОМОЛ-6050» запущена в эксплуатацию в республике Крым. Тонкодисперсные минеральные порошки, полученные на линии из местных карбонатных горных пород, планируется применять в новые строительные технологии, как наполнители бетонов, изделий на их основе; а также в дорожном строительстве.

Цемент с повышенным содержанием минеральных добавок

С целью снижения содержания клинкерной части в цементах, широкого использования минеральных компонентов – отходов промышленности, снижения выбросов углекислого газа при производстве клинкера во многих передовых странах мира получили широкое распространение цементы с высоким содержанием (от 30 до 80%) активных минеральных добавок. Использование активных минеральных добавок при производстве цемента обусловлено не только необходимостью экономии дорогостоящего клинкера, но и необходимостью придания бетонам определенных строительно-технических свойств (повышенная водонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, стойкость к коррозии). Данное положительное влияние на свойства бетона обусловлено наличием пуццоланической активности у минеральных компонентов (шлак, кислая зола-уноса, пуццолана, микрокремнезем), т.е. способностью взаимодействовать с гидроксидом кальция, который образуется в значительном количестве (15-20%) при гидратации основных клинкерных минералов, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция гелевидной структуры, которые уплотняют и упрочняют структуру цементного камня. Наиболее широко в мировой практике для производства цементов применяются золы-уноса и шлаки. Пуццоланы имеют высокую водопотребность, поэтому их использование ограничено. Микрокремнезем по причине высокой удельной поверхности имеет низкую технологичность (зависает в силосах, налипает на транспортирующие и дозирующие устройства), поэтому при производстве цемента не используется. В России нет зол-уноса требуемого качества для производства цемента, поэтому единственный материал, пригодный для производства цемента с повышенным содержанием минеральных добавок класса прочности не ниже 42.5 – это доменный гранулированный шлак.

Пластифицированный цемент низкой водопотребности

Данная технология производства цемента была разработана в СССР для обеспечения нужд военно-промышленного комплекса. Технология предполагает совместный помол компонентов цемента в присутствии органического модификатора с целью механохимической активации клинкера и минеральных добавок. Преимущества данной технологии производства цемента следующие:

  • Снижение клинкерной части до 30% за счет замещения ее минеральными добавками до 70%
  • Повышение прочности цементов до класса 82,5 (до 100 МПа) за счет увеличения степени гидратации клинкера и снижения водопотребности
  • Повышение гарантированного срока хранения цемента до 12 месяцев
  • Снижение удельных затрат топлива и выбросов СО2 и Nox на каждую тонну цемента в 2-3 раза
  • Улучшение технологических параметров работы цементных мельниц, перекачиваемости цементов
  • Повышение качества и долговечности бетонов

На заводе Щурово было проведено несколько промышленных тестов по производству цемента низкой водопотребности. В качестве минерального компонента использовался шлак Северсталь и кварцевый песок в количестве около 40%. В качестве органического модификатора использовалась химическая добавка на основе эфиров поликарбоксилатов, которая показала более высокую эффективность по сравнению с нафталин сульфонатами. Характеристики цемента (по ПНСТ 19-2014 — расплыв конуса 130 мм) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что прочностные характеристики цемента со шлаком значительно выше во все сроки твердения, поскольку песок является инертным компонентом. Также необходимо отметить низкую водопотребность цемента (22%) по причине использования химической добавки. Водопотребность обычных цементов в пределе 27-28%. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3), характеристики которых представлены в таблице ниже.

Без химических добавок

Зика Пласт Е-4 0.5%

Зика Пласт Е-4 1.0%

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

    • Возможность производства на цементе со шлаком бетонов класса прочности В35 без химических добавок и В50 с химическими добавками • Возможность производства на цементе с песком бетонов класса прочности В22.5 без химических добавок и В40 с химическими добавками • Остановка кинетики набора прочности после 28 суток на цементе с песком без химических добавок • Недостаточная сохраняемость подвижности бетонов на цементах низкой водопотребности

Кроме того, была зафиксирована потеря пластифицирующего эффекта цемента с химической добавкой на основе эфиров поликарбоксилатов в процессе хранения. При этом, себестоимость цемента низкой водопотребности значительно выше по сравнению с обычными цементами по причине использования химической добавки. Таким образом, широкое применение цемента низкой водопотребности невозможно по вышеуказанным причинам. Альтернативная возможность для производства цемента с повышенным содержанием минеральных компонентов – цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%.

Цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%

С целью изучения возможности производства данного типа цемента на заводах Щурово и Ферзиково были проведены сравнительные тесты с целью определения возможности производства продукта оптимального качества. Сырьевые компоненты на данных заводах отличаются. Активность клинкера Ферзиково выше Щурово по причине наличия в сырьевой базе Щурово высокого содержания оксида магния. Кроме того, шлак Тулачермет, который использует завод Ферзиково, имеет преимущества по активности и размалываемости перед шлаком Северсталь, который использует завод Щурово. Характеристики цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н (по ГОСТ 30744) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что начальная прочность цемента, производства Щурово значительно уступает цементу Ферзиково, в то время, как разница в марочной прочности незначительна. Удельная поверхность цемента, при которой были достигнуты требуемые показатели прочности, завода Ферзиково значительно меньше завода Щурово по причине более высокой активности клинкера и шлака завода Ферзиково. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3) без использования химических добавок (вариант тарированного применения), характеристики которых представлены в таблице ниже.

Без химических добавок

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит. Результаты тестирования стандартных составов бетона (расход цемента 330 кг/м3) с использованием химических добавок (вариант навального применения) представлены в таблице ниже.

Зика Пласт Е-4 1.0%

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

  • Результаты промышленных тестов показали возможность выпуска цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с повышенным до 32% содержанием минеральной добавки шлака сопоставимого по качеству с текущими продуктами ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н заводов Ферзиково и Щурово
  • По причине низкой активности шлака производства Северсталь и высоких затрат на помол выпуск цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Щурово экономически нецелесообразен
  • По причине высокой активности шлака производства Тулачермет экономически целесообразно выпускать цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Ферзиково

Читать далее

Техническая поддержка на старте работ: пусконаладка при реализации технологии укрепления грунта

Техническая поддержка на старте работ: пусконаладка при реализации технологии укрепления грунта

Отбор и испытание кернов – гарантия качества результата работ по укреплению грунтов

Отбор и испытание кернов – гарантия качества результата работ по укреплению грунтов

Строительство автомобильных дорог с жесткими дорожными одеждами в России

Строительство автомобильных дорог с жесткими дорожными одеждами в России

Обзор линейки комплексных минеральных вяжущих DOROMIX от ЦЕМЕНТУМ для укрепления грунтов

Обзор линейки комплексных минеральных вяжущих DOROMIX от ЦЕМЕНТУМ для укрепления грунтов

Чем уникален тонкодисперсный тампонажный портландцемент компании ЦЕМЕНТУМ для нефтегазовых скважин?

Чем уникален тонкодисперсный тампонажный портландцемент компании ЦЕМЕНТУМ для нефтегазовых скважин?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *