Низкотемпературный (ниже 1200°C) синтез портландцементного клинкера

• Автор: Коледаева, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Состояние вопроса, обоснование цели и задач исследования

1.1. Основные направления энергосбережения при производстве портландцементного клинкера

1.1.1. Производство низкоосновных клинкеров

1.1.2. Синтез клинкеров нетрадиционног о состава

1.1.3.Нетрадиционные способы обжига клинкера

1.2. Эффективность применения фторсодержащих минерализаторов

1.2.1. Системы, образуемые компонентами цементного клинкера с СаР2

1.2.2. Влияние минерализаторов на отдельные компоненты цементной сырьевой смеси

1.2.3. Влияние фтористых соединений на процессы клинкерообразован ия

1.3. Литий
1.3.1. Характеристика металла и его соединений
1.3.2. Распространение лития и его промышленное извлечение
1.3.3. Области применения литийсодержащих материалов
1.3.4. Использование соединений лития в цементной промышленности
1.4. Выводы
1.5. Цель и задачи исследования
2. Экспериментальная часть
2.1. Характеристика сырьевых материалов
2.2. Методы исследования
2.2.1. Количественное определение свободного оксида кальция этиловоглицератным методом
2.2.2. Определение удельной поверхности цемента
2.2.3. Рентгенофазовый анализ
2.2.4. Петрографический анализ
2.2.5 Спектральный анализ
2.2.6. Дифференциальный термический анализ
2.2.7. Определение нормальной густоты, сроков схватывания и прочности при сжатии цементного камня в малых образцах
3. Низкотемпературный синтез портландцементного клинкера на основе фторида лития
3.1. Влияние фторидов на клинкерообразование при температуре обжига ниже С
3.2. Влияние литийсодержащих соединений на клинкерообразование при температуре обжига ниже С
3.3. Гидратация и активность литийсодержащего цемента
3.4. Повышение гидравлической активности литийсодержащего клинкера
3.4.1. Повышение гидравлической активности литийсодержащего клинкера оксидом титана IV и другими добавками
3.4.2. Гидратация и активность клинкера, полученного в присутствии 1лРТЮ2
3.4.3. Применение метода кратковременного низкотемпературного легирования
3.4.4. Гидратация и гидравлическая активность легированного клинкера
3.4.5. Выводы по разделу
3.5. Исследование процессов взаимодействия фторида лития с отдельными компонентами сырьевой смеси
3.5.1. Взаимодействие карбоната кальция с фторидом лития
3.5.2. Взаимодействие БЮг, А и Ре3 с фторидом лития
3.5.3. Выводы по разделу
3.6. Влияние ЬН на синтез клинкерных минералов
3.6.1. Влияние ЫР на образование трхкальциевого силиката
3.6.2. Влияние 1дР на образование двухкальциевого силиката
3.6.3. Влияние 1ЛР на образование алюминатной фазы
3.6.4. Влияние на образование алюмоферритной фазы
3.6.5. Гидратация клинкерных минералов, полученных в присутствии
3.6.6. Выводы по разделу
3.7. Изучение действия фторида лития на клинкерообразование
3.7.1. Особенности формирования портландцементного клинкера в присутствии 1лР
3.7.2. Последовательность синтеза, состав и структура
портландцементного клинкера в присутствии 2
3.7.3. Свойства клинкера, полученного при температуре С в присутствии фторида лития
3.8. Получение низкотемпературного клинкера при резком обжиге сырьевой смеси, содержащей фгорид лития
3.9. Выводы по разделам 38
4. Перспективы промышленного производства низкотемпературного литийсодержащего клинкера.
Принципиальная технологическая схема
4.1. Основные принципы печной системы с псевдоожиженным слоем
4.2. Преимущества печной системы с псевдоожиженным слоем при обжиге низкотемпературного литийсодержащего клинкера
4.3. Экономическая эффективность производства
низкотемпературного литийсодержащего клинкера
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Более низкая водопотребность и более высокая гидратационная активность алинитовых цементов позволяют снизить удельный расход цемента в бетоне по сравнению с портландцементом при получении равнопластичных бетонных смесей и равнопрочных бетонов. Бетоны из алинитового цемента быстро набирают прочность в раннем возрасте нормального твердения, а пропаренные в возрасте суток имеют прочность выше, чем у образцов нормального твердения. Однако широкому применению алинитового цемента в железобетонных конструкциях препятствует то, что содержание хлора в цементе превышает нормативные значения. Во многих странах цемент, содержащий около 1 хлорида, считается неприемлемым как вяжущее для производства железобетона, т. Высокое содержание хлора в конечном продукте обуславливает необходимость решения такой важной технологической проблемы, как обесхлоривание удаление остаточного содержания солевого расплава клинкера как завершающего этапа технологического процесса. Схема обесхлоривания выбирается таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная эффективность данного процесса при производстве клинкера , . К сульфатированным клинкерам относят клинкера, полученные модификацией основных минералов сульфатом кальция. Это сульфоферритный, сульфоалюминатный и сульфоминеральный содержит сульфоалюминат и сульфосиликат кальция клинкера. Их свойства очень похожи, а наиболее распространнным является сульфоалюминатный. Поэтому ниже рассмотрен именно этот вид цемента. Сульфоалюминатный клинкер САК был разработан при исследовании системы СаОАЬОзСаБОд. Он состоит из сульфоалюмината кальция ЗСаОЗА Са4 С4А, алюминатов кальция СаО7А С2А7 или СаО А СА, высокотемпературной формы белита 2СаО8Ю2 С и Са4. САК обжигается при температуре на 0С ниже, чем обычный портландцементный клинкер, что приводит к экономии топлива на . По скорости гидратации С4А близок к С2А7. При наличии несомненных достоинств сульфатированных клинкеров у них есть и существенные недостатки, значительно сужающие область их применения, а именно ускоренное начало схватывания, расширение объма при твердении и часто низкую марочность. Поэтому, сульфоалюминатный клинкер используют, чаще всего, в качестве расширяющейся добавки для получения безусадочных, расширяющихся и напрягающих цементов. Также клинкера, имеющие в свом составе вышеуказанные фазы, могут быть успешно использованы в качестве активаторов процессов гидратации и твердения низкоосновных цементов и для получения особобыстротвердеющих и высокопрочных цементов . Опыт эксплуатации основного аппарата для обжига портландцементного клинкера вращающейся печи, выявил ряд недостатков. С момента появления первых цементообжигательных печей и по настоящее время перед учными и конструкторами стоят задачи повышения производительности, снижения расхода тепла и электроэнергии, простоты эксплуатации. Обжиг с вс возрастающими размерами печи, низким коэффициентом заполнения материалом и высоким расходом топлива не может быть отнесн к числу высокоэффективных технологических процессов. Производство цемента по сухому способу с применением циклонных теплообменников сохраняет такие недостатки как высокий удельный расход тепла, высокая металломкость, большие габариты . Подавляющее количество работ посвящено разработке и изучению процесса обжига клинкера в кипящем или фонтанирующем слое. Сущность способа заключается в том, что через слой мелкозернистой или гранулированной сырьевой смеси пропускаются снизу вверх горячий газ или продуты горения. В результате этого зрнагранулы находятся в беспрерывном возвратнопоступательном движении, перемещаясь в разных направлениях и с различной скоростью, что создат впечатление бурно кипящей жидкости. Основное преимущество такого способа обжига по сравнению с другими более интенсивный теплообмен между газовой и тврдой фазами, поэтому процессы образования клинкера проходят с большими скоростями, что позволяет повысить удельную производительность и уменьшить тепловые потери. Быстрый обжиг минуты в сочетании с резким охлаждением повышает прочность цемента в ранние сроки. Металломкость и габариты установок для обжига клинкера в кипящем слое меньше, они проще по конструкции и эффективней, чем вращающиеся печи, и имеют ряд преимуществ перед последними.