· активными - 75;
3) гипсом - 70.
1.3.10. Содержание ангидрида серной кислоты (SO3) в белых портландцементах должно быть не более 3,5 % по массе
1.3.11. Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должно быть более 4 %, закиси железа (FeO) - более 0,5 %, нерастворимого остатка - более 1,5 % по массе.
1.3.12. Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.
1.3.13. Белые портландцементы должны показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.
1.3.14. Тонкость помола белых портландцементов должна быть такой, чтобы остаток на сите с размером ячейки 0,008 мм по ГОСТ 6613 был не более 12 % массы просеиваемой пробы или чтобы удельная поверхность была не менее 250 м2 · кг-1.
1.3.15. Белые портландцементы не должны обладать признаками ложного схватывания.
1.4. Маркировка и упаковка
Белые портландцементы маркируют и упаковывают по ГОСТ 22237.
2. ПРИЕМКА
Белые портландцементы принимают по ГОСТ 22236 со следующим дополнением: содержание в белом портландцементном клинкере закиси железа, оксида магния, нерастворимого остатка устанавливают по данным производственного контроля.
3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
3.1. Физико-механические свойства белых портландцементов определяют по ГОСТ 310.1 - ГОСТ 310.4.
3.2. Белизну белых портландцементов определяют по коэффициенту отражения в процентах абсолютной шкалы.
3.2.1. Коэффициент отражения определяют при помощи фотометра (или аналогичных приборов), оснащенного фотоэлектрической регистрацией показателей и обеспечивающего допускаемый предел относительной погрешности определения не более 1,5 %.
3.2.2. В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочное матовое стекло типа МС-20 с коэффициентом отражения не менее 95 %, на которое должно иметься свидетельство, выданное в установленном порядке.
3.2.3. Для определения коэффициента отражения используют пробу массой не менее 0,1 кг, отобранную из общей пробы. Пробу высушивают при температуре (105 ± 5) °С не менее 1 ч. Высушенный цемент насыпают в кювету прибора таким образом, чтобы поверхность пробы была несколько выпуклой. Затем пробу уплотняют легким встряхиванием и выравнивают ее поверхность вровень с верхним краем кюветы, вручную прижимая стеклянную пластину с гладкой поверхностью. Поверхность пробы должна быть гладкой и не иметь трещин и углублений.
3.2.4. Коэффициент отражения определяют параллельно на трех пробах цемента. За результат определения принимают среднее арифметическое трех определений, выраженное в процентах, с точностью до 1 %.
3.2.5. Белизну определяют согласно инструкции, прилагаемой к фотометру, не применяя светофильтры.
3.3. Химический анализ белого портландцемента клинкера и белых портландцементов осуществляют по ГОСТ 5382 или любыми физико-химическими методами, погрешность которых в абсолютных процентах не должна быть более:
· 0,20 - для оксида магния;
· 0,15 - для серного ангидрида;
· 0,03 - для закиси железа;
· 0,06 - для нерастворимого остатка.
4. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
Транспортирование и хранение белых портландцементов производят по ГОСТ 22237 со следующим дополнением: отгрузку белых портландцементов без упаковки в специализированном транспорте производят по согласованию изготовителя с потребителем.
5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
Изготовитель гарантирует соответствие белых портландцементов требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения в течение 60 сут со дня отгрузки.
2. Технологическая часть
1. Требования к сырьевым материалам и расчет состава сырьевой смеси.
1.1Сырье для производства белого портландцемента
Основными компонентами сырьевой смеси для получения белого портландцемента являются:
· известняковые породы (известняк, мел, мергель, мрамор)
· глины
В сырье должно содержаться минимальное количество красящих окислов:
· железа
· марганца
· титана
· хрома и др.
Окиси железа в клинкере для получения белого портландцемента должно быть не больше 0,45%.
В соответствии с этим были разработаны требования к карбонатному сырью для белого портландцемента. По данным исследований, проведенных как у нас в стране, так и за рубежом, окислов железа должно быть не более 0,15—0,25%, а марганца — не более 0,15%. В Российской Федерации имеются месторождения маложелезистого карбонатного сырья, пригодного для производства белого портландцемента.
Все прочие требования, предъявляемые к карбонатным породам при производстве белого портландцемента, сводятся к следующему. В них не должно быть:
· неравномерно распределенных грубых кварцевых зерен
· вредных примесей сернокислых соединений
· магнийсодержащих включений
· щелочей
В качестве глинистого компонента при получении белого портландцемента используются главным образом первичные каолины, а также шликеры, получаемые в результате обогащения каолина.
Шликер представляет собой смесь мельчайших кварцевых зерен с частичками слюды и некоторым количеством каолинита.
Содержание окислов железа в каолинах не должно превышать 1%. Не рекомендуется применять каолины включениями крупных зерен песка, так как они осаждаются в болтушках и вызывают неудобства как при транспортировке, так и при подготовке сырьевой смеси заданного химического состава. НИИЦементом была изучена возможность замены таких каолинов. С этой целью были исследованы огнеупорные глины Латненского и Чаров-Ярского месторождений.
Эти глины были с успехом применены на Щуровском цементном заводе вместо каолинов и их отходов, что свидетельствует о целесообразности такой замены.
Для повышения силикатного модуля сырьевой смеси при производстве белого портландцемента используют кварцевые пески с малым содержанием окислов железа. Этим требованиям удовлетворяют пески Авдеевского месторождения (Донбасс), а также Люберецкого (Московская обл.).
Наряду с природными сырьевыми материалами для получения белого портландцемента можно применять и искусственные — отходы других производств.
Так, в качестве известнякового компонента может быть использован белый шлам, являющийся отходом алюминиевого производства и представляющий собой тонкий порошок белого цвета с коэффициентом отражения не менее 75%.
Приводя характеристику сырьевых материалов, используемых для производства белого портландцемента, следует отметить, что ряд зарубежных заводов имеет более благоприятные по сырьевым ресурсам условия. Так, фирма "Капнева Портланд Компани" в США использует кальцит и каолин, почти не содержащие окислов железа.
1.2 расчет состава сырьевой смеси
Вычислим состав двукомпонентной шихты,состоящей из известняка и глины Щуровского месторождения.
Химическая характеристика сырьевых компонентов для производства портландцементного клинкера
| Материал | SiO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | п.п.п | ∑ |
| Известняк | 3.23 | 0.66 | 0.28 | 51.85 | 1.79 | 0.9 | 41.74 | 100.45 |
| Глина | 55.88 | 12.79 | 6.49 | 8.45 | 1.79 | 2.9 | 13.05 | 101.35 |
Выполним пересчет состава, приведя сумму его составляющих равной 100%.
К1 = 100 / 100.45 = 0.9955
К2 = 100 / 101.35 = 0.9867
| Материал | SiO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | п.п.п | ∑ |
| Известняк | 3.22 | 0.66 | 0.28 | 51.62 | 1.78 | 0.89 | 41.55 | 100 |
| Глина | 55.13 | 12.62 | 6.40 | 8.34 | 1.77 | 2.86 | 12.88 | 100 |
Вычислим соотношение карбонатного и глинистого компонентов шихты, при котором будет обеспечиваться заданное значение коэффициента насыщения КН. КН=0.86
Х=(2.8*S2*KH + 1.65*A2 + 0.35*F2 – C2) / (C1 – 2.8*S1*KH – 1.65*A1 – 0.35*F1) = (2.8*55.13*0.86 + 1.65*12.62 + 0.35*6.4 – 8.34) / (51.62 – 2.8*3.22*0.86 – 1.65*0.86 – 0.35*0.28) = 147.47 / 42.68 = 3.46
Следовательно, весовую часть глины потребуется взять 3.46 частей известняка, сто соответствует следующему процентному составу шихты:
· известняка – 77.58 %
· глины – 22.42%
Химический состав компонентов шихты и клинкера
| Компоненты | SiO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | п.п.п | ∑ |
| 77.58 в.ч. известняка | 2.5 | 0.51 | 0.22 | 40.05 | 1.38 | 0.69 | 32.23 | 77.58 |
| 22.42 в.ч. глины | 12.36 | 2.83 | 1.43 | 1.87 | 0.4 | 0.64 | 2.89 | 22.42 |
| 100 в.ч. сырьевой смеси | 14.86 | 3.34 | 1.65 | 41.92 | 1.78 | 1.33 | 35.12 | 100 |
| клинкер | 22.91 | 5.16 | 2.55 | 64.57 | 2.75 | 2.06 | — | 100 |
Поскольку клинкер получается спеканием сырьевых материалов, то п.п.п в нем отсутствуют. Тогда его химический состав рассчитаем из химического состава сырьевой смеси путем умножения процентного содержания в ней каждого оксида на коэффициент:
К = 100 / (100 – п.п.п.) = 100 / (100 – 35.12) = 1.54
Рассчитанный химический состав клинкера показываем в последней строке предыдущей таблицы и рассчитываем для него величину КН.
КН = (СаО – (1.65* AL2O3 + 0.35* Fe2O3) / 2.8* SiO2 = (64.57 - (1.65*5.16 + 0.35*2.55)) / 2.8*22.91 = 0.86
Величина КН для клинкера оказалась равной заданной, следовательно, расчет выполнен правильно.
Принципиальная технологическая схема получения белого портландцемента
Известняк Белая глина Вода Газ Гипс Белый диатомит
Дробление 1 ст. Получение глин. шлама Дробление Сушка диатомита
( ○<100 мм , (○12 ÷30мм, глиноболтушки ) (○5 ÷ 25мм , ( сушильный барабан, щековая дробилка) молотковая дробилка ) t=600°C; W=1 %)
Дробление 2 ст. Дозирование Дозирование Дозирование Дозирование
( ○20 ÷30мм, молотковая дробилка)
Дозирование Совместный помол ( ○12 ÷30мм , шаровая мельница )
Корректировка шлама по хим. составу и текучести(влажности) ( влажность ≈ 40%, по хим. составу ( титр Т ) шламбассейны (не < 3) )