Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49

Смешанные цементы центробежно-ударного помола

Гаркави М.С., Артамонов А.В., Шленкина С.С., Хрипачева И.С.(Магнитогорский государственный технический университет) 

В связи с дефицитом цемента в настоящее время большое внимание уделяется развитию производства цементов, в которых часть клинкера заменяется различными добавками. Использование смешанных цементов является наиболее простым и доступным способом экономии топлива в цементной промышленности, а также утилизации минеральных отходов других отраслей промышленности.

Установлено, что по таким важнейшим свойствам, как темп твердения и марочная прочность, а также атмосферостойкость и деформации усадки смешанные цементы уступают портландцементу, что лишь частично перекрывается такими их преимуществами, как способность к длительному росту прочности, повышенная сульфатостойкость, стойкость к щелочной коррозии [1]. Одним из направлений совершенствования смешанных цементов, а именно, повышение прочности и темпа твердения, связано с улучшением гранулометрического состава каждого компонента их вещественного состава.

Вопрос о целесообразном способе измельчения и рациональной гранулометрии компонентов смешанных цементов является достаточно сложным. Известно [1], что повышение коэффициента равномерности зернового состава цемента 0,8 до 1,1-1,3 позволяет повысить прочность цемента при постоянной тонине помола на 15-20 МПа. Эта задача достаточно просто решается при использовании центробежно-ударных мельниц, разработанных НПА «Урал-Центр» [2]. Однако и при использовании этих мельниц дискуссионным остается вопрос о рациональной схеме измельчения компонентов смешанного цемента.

В данной работе для получения смешанных цементов использовались портландцемент М400Д0 и металлургические шлаки: доменный отвальный (ДО) и доменный гранулированный (ДГ). Измельчение компонентов производилось в центробежно-ударной мельнице МЦ-0,36. При этом было приняты две схемы изготовления смешанных цементов:

  • смешивание исходного портландцемента М400 с измельченным в центробежно-ударной мельнице доменным гранулированным шлаком.

  • совместный помол портландцемента и доменного гранулированного шлака в центробежно-ударной мельнице.

Физико-механические показатели смешанных цементов, полученных указанными способами, определены после их твердения в различных условиях:

  • тепловая обработка в лабораторной пропарочной камере;

  • нормальное твердение в течение 28 суток.

Изменение прочностных показателей полученных смешанных цементов приведено на рисунках 1 и 2. Из приведенных данных следует, что характер изменения указанных показателей не зависит ни от способа получения смешанных цементов, ни от вида используемого шлака. Однако абсолютные показатели изменения физико-механических характеристик существенно зависят не только от состава и способа получения смешанного цемента, но и от условий его твердения.

Как следует из рисунков 1 и 2, наилучшие прочностные показатели достигаются при получении смешанного цемента путем совместного помола компонентов, хотя для цементов на основе отвального доменного шлака различие в указанных характеристиках не столь велико. Это обусловлено тем, что отвальный шлак имеет кристаллическую структуру, разрушение которой аналогично клинкерной.

а)

б)

Рисунок 1. Влияние способа измельчения и состава смешанного цемента

на прочность после ТВО:

а) гранулированный шлак; б) отвальный шлак

а)

б)

Рисунок 2. Влияние способа измельчения и состава смешанного цемента

на прочность после 28 суток нормального твердения:

а) гранулированный шлак; б) отвальный шлак

 

Разрушение же гранулированного шлака, имеющего стекловидную структуру, при ударном воздействии в центробежно-ударной мельнице происходит очень интенсивно, что и отражается на физико-механических показателях.

Следует отметить, что смешанные цементы на основе гранулированного шлака характеризуются меньшим снижением прочности при увеличении доли шлака в их составе. Это также обусловлено аморфной структурой этого шлака и хорошо известной его более высокой гидравлической активностью. Кроме того, эти цементы более «отзывчивы» на твердение в условиях тепловой обработки, что делает их весьма перспективным на предприятиях сборного железобетона.

Согласно ГОСТ 10178 увеличение или уменьшение марки цемента на единицу сопровождается изменением его активности от 17 до 33%, а в пределах марки допускается изменение активности на 5%. Исходя из этого положения, на основе гранулированного шлака при совместном помоле компонентов возможно получение смешанного цемента по активности на марку, превышающий исходный портландцемент. Использование отвального шлака позволяет путем совместного помола получать смешанный цемент равной с исходным портландцементом марки при содержании шлака до 30%. Получение смешанного цемента такого состава в традиционной шаровой мельнице, как показали проведенные исследования, является проблематичным и сопровождается большими затратами энергии.

Таким образом, использование центробежно-ударных мельниц является эффективным средством получения смешанных цементов со стандартными строительно-техническими свойствами на основе техногенных продуктов, которые ранее практически не использовалсиь в цементной промышленности.

Литература:

  •  Энтин З.Б., Юдович Б.Э. Многокомпонентные цементы // II Международное совещание по химии и технологии цементов. – М., 2000. – т. 1. – С. 94-109.
Скачать статью () в PDF