Przemiany fizyczno-chemiczne zachodzące w procesie obróbki termicznej cementowej mieszanki surowcowej. Końcowym celem obróbki termi mieszanki surowcowej jest uzyskanie klinkieru cementowego. Przemysłowy proces klinkieryzacji mieszanki zachodzi w piecu obrotowym, w którym mieszanka przemieszcza się z określoną prędkością z jednego końca pieca w drugi, dostając się do strefy o coraz wyższej temp. Przy mokrej metodzie produkcji klinkieru umownie wyróżnia się 6 stref w piecu obrotowym. 1Strefa odparowania: a)zakres temp w strefie 20-2000C, długość pieca 50-60%; b)materiał przez dłuższy czas ma temp 1000C i dopiero w końcu strefy ogrzewa się do 2000C; c)przemieszczając się i obracając w końcu strefy materiał ulega zgranulowaniu, d)nakład ciepła na odparowanie wody ze szlamu wynosi ok. 35% wszystkich nakładów energetycznych potrzebnych do wypału klinkieru. W suchej metodzie produkcji cementu strefa1 nie występuje, daje to możliwość skrócenia pieca i zmniejszenia nakładów energetycznych
. 2Strefa podgrzewania i odwodnienia: a)zakres temp 200-8000C, długość pieca 50-60%, b)200-6500C wypalają się domieszki organiczne zawarte w surowcu, c)400-6000C rozpoczyna się proces odwadniania (dehydratacji) i rozkład materiałów ilastych dając produkty reaktywne, przygotowanie do syntezy z tlenkiem wapnia, stan substancji w chwili powstawania wykazuje szczególną aktywność chemiczną, która wynika z faktu mocnego zdefektowania struktury, d)600-7000C początek termi rozkładu CaCO3, który jest możliwy w tym zakresie temp z uwagi na ścisły kontakt z aktywnymi produktami rozkładu minerałów ilastych, e)600-7000C powstają pierwsze produkty syntezy zachodzącej pomiędzy produktami rozkładu mineralnego surowców ilastych i wolnym CaO tworzącym się z rozkładu CaCO3: -W ok. 7000C powstaje CaO*Fe2O3 (CF), -Także w ok. 7000C (wkrótce po pojawieniu się wolnego CaO) rozpoczyna się powstawanie 2CaO*SiO2 (C2S), -w nieco wyższej temp 700-7500C powstaje CaO*Al2O3 (CA). CF, CA jak również częściowo C2S są przejściowymi związkami wapniowymi, które w wyższej temp wobec narastającej ilości CaO przyłączają dodatkowe ilości tego tlenku, przeobrażając się w związki bardziej zasadowe (o większej ilości CaO). 3Strefa dekarbonizacji (kalcynacji): a)zakres temp 800-10000C, długość pieca 20-25%, b)800-10000C intensyfikacja rozkładu CaCO3, który zakończy się w temp ok. 11000C, c)pojawianie się w układzie coraz większej ilości wolnego CaO pozwala na wysycenie się nim wcześniej powstałych związków, i tak: -8000C CaO*Al2O3→12CaO*7Al2O3 (C12A7), -9000C CaO*Fe2O3→2CaO*Fe2O3 (C2F), -900-10000C 12CaO*7Al2O3→3CaO*Al2O3, (C3A) najbardziej zasadowy glinian wapnia. 4Strefa reakcji egzotermicznych: a)zakres temp 1000-12000C, długość pieca 7-10%,b)intensyfikacja procesu spiekania wsadu bez udziału fazy ciekłej (stopu),
(…)
… powstałych w wyniku wcześniejszego rozpuszczenia składników cementu, -reakcja rozpuszczenia, podczas której związki cementowe przechodzą do wody zarobowej czynią ją roztworem, z którego mogą krystalizować nowe produkty. Reakcje cementu z wodą określa się obecnie zbiorową nazwą uwadniania lub hydratacji; e)cement nie jest mieszaniną ziaren minerałów (związków) cementowych; każde ziarno cementu zawiera wszystkie (lub większość) składniki cementu o zróżnicowanej koncentracji, f)tworzące się produkty uwodnienia cementu maja zmienny skład (nie są związkami stechiometrycznymi) niektóre z nich zmieniają swój skład w szerokich granicach. 2Uproszczony model reakcji uwadniania fazy krzemianowych (C3S, C2S). Blisko 80% mas cementu portlandzkiego (CEMI0 stanowią dwie podstawowe fazy krzemianowe tj. alit i belit. Produkty reakcji…
…-4%... [Przeciętny skład chemiczny cementu portlandzkiego: CaO 62-68%, SiO2 18-25%, Al2O3 4-16%, Fe2O3 4-10%, MgO 0,5-6%, Na2O+K2O 0,4-3%, SO3 0,8-4%. 1.Przyczyny złożoności procesu uwadniania cementu portlandzkiego: a)cement jest materiałem wielomineralnym; proces uwadniania poszczególnych faz zachodzi równocześnie powodując, że produkty przebiegających reakcji powstają prawie w jednakowym czasie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)