· Для аэродромного строительства
· При производстве бетонных работ с быстрой распалубкой и для зимних бетонных работ по способу ' термоса ' и с применением дополнительного подогрева (пропаривание, электроподогрев )
· Для производства асбестоцементных изделий
· Для дорожного строительства.
Не допускается применение портландцемента в подводных частях гидросооружений, подвергающихся воздействию морской или минерализованной воды без специальных мер защиты. Для этих сооружений следует применять различные специализированные портландцементы – сульфатостойкий, пуццолановый сульфатостойкий, пуццолановый для пресной воды, шлакопортландцемент.
Сульфатостойкий портландцемент отличается более высокой стойкостью в сульфатных водах.
Причиной разрушения отвердевшего цемента в воде, содержащей растворённые сульфаты, является взаимодействие сернокислого кальция с трёхкальциевым алюминатом клинкера. Образующийся при этом гидросульфоалюминат кальция, называющийся из-за своего разрушающего действия « цементной бациллой “, значительно увеличивается в объёме по сравнению с исходным трёхкальциевым алюминатом. Это вызывает появление в цементном камне растягивающих напряжений и последующее разрушение.
Получают этот цемент путём совместного помола цементного клинкера, гипса, и добавок. Химический и минералогический состав клинкера, используемого при производстве сульфатостойкого портландцемента, должен удовлетворять следующим требованиям:
Расчётное содержание трёхкальциевого силиката не более 50 %;
Расчётное содержание трехкальциевого алюмината не более 5 %;
Величина глинозёмного модуля не менее 0,7.
Расчётное содержание в клинкере суммы С3А + С4АF недолжно превышать 22 %.
Необходимость получения клинкера нормированного химико-минералогического состава предопределяет требования к сырью.
Весьма целесообразно использовать трепел либо диатомит или опоку в составе глинистого компонента.
В сульфатостойкий портландцемент не вводят активных минеральных добавок, и лишь при благоприятных условиях его службы в отдельных случаях (по соглашению между поставщиком и потребителем) допускается введение при помоле небольшого количества таких добавок. Последние должны отвечать ГОСТ 6269 – 54 на активные минеральные добавки к вяжущим веществам или в случае применения в качестве добавки гранулированных доменных шлаков – требованиям ГОСТ 3476 – 60 на шлаки доменные гранулированные для производства цементов. Сопротивляемость сульфатостойких портландцементов действию сульфатной агрессии повышается при введении в его состав поверхностно – активной добавки. Поэтому согласно ГОСТ 970 – 61 допускается введение в его состав сульфитно-спиртовой барды либо мылонафта.
По прочностным показателям этот цемент подразделяют на три марки: 400, 500, 600.
В связи с умеренным содержанием в клинкере трёхкальциевого силиката и малым содержанием трёхкальциевого алюмината сульфатостойкий портландцемент отличается от обычного портландцемента пониженным тепловыделением.
Присущие сульфатостойкому портландцементу свойства обуславливают и возможности его практического использования.
Наиболее целесообразно применять этот цемент для бетонных и железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряжённых, гидротехнических сооружений, подвергающихся сульфатной агрессии на переменном уровне горизонта воды, а также для изготовления свай, сооружения опор мостов, молов, предназначенных для службы в минерализованных водах.
Допускается применение сульфатостойкого портландцемента для подводных частей морских и океанских сооружений, однако для этих целей более экономичным является использование сульфатостойкого пуццоланового портландцемента. Поскольку в сульфатостойком портландцементе активные тепловыделяющие минералы (С3S и С3А ) содержатся в малом количестве, его в отдельных частях можно применять вместо портландцемента с умеренной экзотермией в наружных зонах массивных гидротехнических сооружений.
Теоретические основы измельчения материала в шаровых мельницах
Помол клинкера – завершающая стадия производства портландцемента.
Клинкер является только полуфабрикатом. Для того чтобы получить из него портландцемент, клинкер следует измельчить с добавкой гипса, а также с гидравлической добавкой, применяемой в большинстве случаев.
Одно из важнейших требований к портландцементу – это определённая степень измельчения – тонкость помола. От него зависит прочность цемента, и скорость его твердения.
Измельчают клинкер в трубных мельницах. При этом применяют как открытый цикл помола « на проход “, так и замкнутый, с промежуточной сепарацией измельченного продукта.
Отличительной особенностью измельчения клинкера по сравнению с измельчением сырьевых материалов при сухом способе производства портландцемента является более высокая твёрдость клинкера. Кроме того, для получения портландцемента размалываемые зёрна должны иметь заданный гранулометрический состав. Последними исследованиями установлено, что цемент, содержащий в определённом сочетании мелкие и относительно крупные зёрна, обладает наиболее высокими физико-химическими характеристиками.
Тонкость помола цемента, характеризуемая остатком на сите N 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм), составляет 8 – 12 % для большинства отечественных цементов (согласно стандарту этот остаток не должен превышать 15 %); удельная поверхность такого цемента составляет примерно2500 – 3000 см²/ г. Расход электроэнергии на получение одного килограмма при измельчении клинкера с коэффициентом размолоспособности 1,0 составляет соответственно 32 – 36 кВт. Ч. С повышением тонкости помола затрата электроэнергии возрастает в значительно большей степени, чем степень измельчения. Так, увеличение тонкости помола на 1 % (уменьшение остатка на сите) повышает расход электроэнергии на 4 -6 % и соответственно снижает производительность мельницы.
Применение замкнутого цикла помола существенно повышает производительность мельницы, на 10 – 20 % и более. Причина заключается в систематическом отделении от общей массы, размалываемого в мельнице материала мельчайших зёрен, которые налипают на мелющие тела и снижают размалывающую способность последних.
Для сепарации цемента применяют в основном центробежные сепараторы. Трубная мельница работает в замкнутом цикле с двумя сепараторами. Производительность зависит от тонкости помола, выделяемого при сепарации цемента. Так увеличение удельной поверхности с 2500 см \ г до 3500 см\г уменьшают производительность сепаратора в 1,5 раза, а до 5000 см\ г – в 2 раза.
При замкнутой схеме помола получают цемент более устойчивого качества и более высоких физико-механических свойств, как в отношении марочной прочности, так и в отношении скорости твердения в начальный период. Повышение физик – механических свойств цемента при замкнутом способе помола обуславливается однородным зерновым составом и уменьшением среднего размера цементного зерна. Из сепаратора выходит цемент постоянного зернового состава и с заданной удельной поверхностью, что достигается регулировкой работы сепаратора.
Обогащение цемента мельчайшей фракцией, задерживаемой в фильтрах для очистки аспирационного воздуха мельницы, также позволяет получать быстротвердеющий цемент. Этот способ помола применяют при производстве цемента открытым способом помола, добавляя к части цемента пыль из фильтров.
Чтобы на мелющие тела и футеровку не налипала пыль, применяют интенсификаторы помола: уголь, сажу. Сейчас для этой цели стали впрыскивать распыленную воду в последнюю камеру мельницы в количестве 0,5 – 1,0 % от веса цемента. Это позволяет значительно снизить температуру цемента до 70 – 80 вместо 100 – 150 градусов. Воду подают автоматически, при достижении температуры цемента на выходе из мельницы до 100 – 110 гр.
Снижение температуры достигается также охлаждением корпуса мельницы и интенсивной аспирацией. При аспирации из мельницы удаляют наиболее тонкие фракции цемента, снижающие, как отмечалось, размалывающую энергию мелющих тел. Большие объёмы холодного воздуха (до 300 м³ на 1 тонну цемента) просасываемого через мельницу и охлаждающего футеровку корпуса, мелющие тела и цемент.
Охлаждение цемента необходимо, во – первых, для того чтобы сократить сроки его выдерживания на складе. Отпускать горячий цемент запрещено, так как он очень быстро схватывается и его невозможно применять в бетоне до полного охлаждения. Установлено также, что с увеличением температуры цемента в мельнице падает её производительность. Поэтому охлаждение мельницы положительно сказывается на её производительности. По этим причинам запрещено подавать в мельницы клинкер с температурой более 80 градусов.
Для охлаждения цемента применяют специальные холодильники, представляющие собой вертикальные или горизонтальные шнеки с герметичным корпусом, орошаемые водой. При перемещении цемента в шнеке он интенсивно перемешивается лопастями и охлаждается, соприкасаясь с холодным корпусом шнека. Особое влияние на качество помола и производительность цементной мельницы оказывает выбор ассортимента мелющих тел.
Технологическая схема проектируемого цеха
Технологическая схема цеха помола клинкера включает в себя следующие этапы: хранение исходных компонентов в силосах (клинкера, добавок, гипса), сушку влажных добавок для обеспечения требуемой влажности продуктов, дозирование компонентов, осуществляемое на питателях и дозаторах, для удовлетворения требуемого состава цемента, помол до требуемого гранулометрического состава, охлаждения цемента до 60 – 70º С, для исключения распада гипса, хранение цемента и отгрузка его в автомобильные или железнодорожные цистерны.