Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Мергели — природная смесь мельчайших частиц углекислого кальция и глинистых минералов, являются ценным сырьем. По содержанию CaO, SiCb, R2O3 в расчете на прокаленное вещество они близки к клинкеру. Мергели, в которых содержание СаСОз соответствует содержанию его в искусственно составленной сырьевой смеси, называют натуральными. Подобно известнякам и мелу мергели могут резко различаться по физическим свойствам: одни имеют плотную структуру и прочны, другие как и мел мягки, рыхлы и влагоемки. Средняя плотность мергелей 2200—2500 кг/м3, а влажность — 5—20

Глины представляют собой тонкодисперсные осадочные горные породы и легко дают суспензии при разбалтывании с водой. Глины сильно различаются по минеральному и гранулометрическому составу часто в пределах даже одного месторождения. Нередко они содержат значительное количество включений в виде песка и гравия, что вызывает необходимость их предварительного обогащения.

По минеральному составу глины характеризуются преимущественным содержанием водных алюмосиликатов и кварцевого песка. Легкоплавкие глины состоят в основном из кремнезема (70—80%), глинозема (3— 10 %), оксида железа (3—6 %) и небольшого количества карбонатов кальция и магния. В отдельных случаях содержание оксида кальция может достигать 10—25 %, а оксида магния — 3—5 %. Иногда в глинах присутствуют соединения, содержащие S03, Na20 и КэО. Включения веществ с этими оксидами, а также MgO нежелательны и их количество должно быть минимальным. Влажность глин колеблется в пределах 15—25 %. Средняя плотность комовой глины 1800—2000 кг/м3.

В цементном производстве используются также глинистые сланцы и лессы. Сланцы характеризуются слоистостью и значительной прочностью.

Исследования, проведенные в Киевском политехническом институте под руководством А. А. Пащенко, установили целесообразность применения базальтов в качестве глинистого компонента. При этом обеспечивается пониженная энергоемкость при обжиге и помоле клинкера, пониженное тепловыделение цемента и повышенная его сульфатостойкость.

По данным этих же исследователей, рационально использование «красного шлама», получаемого при производстве глинозема из бокситов и содержащего до 60 % полуторных оксидов. Нефелиновый шлам — отход производства глинозема. В нем содержится 25—30 % Si02, 2— 5 % А1203, 3—5 % Fe203) 50—58 % СаО и 3—8 % других оксидов, в частности щелочей (1,5—3 %). При таком содержании СаО к этому материалу достаточно добавить лишь 15—20 % известняка для получения сырьевой смеси, используемой в производстве портландцемента. Применение нефелинового шлама увеличивает производительность печей на 20—30 % и уменьшает расход топлива на 25 %.

Доменные шлаки, содержащие до 40—50 % СаО, также весьма ценны в производстве портландцемента. Пока их применяют в недостаточном количестве на нескольких цементных заводах, в то время как на их базе возможна организация крупных производств   портландцемента.

Поскольку не всегда удается получить клинкер требуемого химического и минерального состава, изменяя только соотношение между двумя исходными компонентами— известняком и глиной, то применяют корректирующие добавки, содержащие значительное количество какого-либо из недостающих оксидов клинкера. Например, содержание Si02 увеличивают добавкой высококремнеземистых веществ (трепела, опоки, диатомита или других пород). Недостаточное количество в сырьевой смеси оксида железа компенсируется добавкой колчеданных огарков или железной руды.