CC BY
8
cfo&utm_content=73515971&utm_term=реклоузер&block=premium&pos=1&_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRl eC5ydTs3MzUxNTk3MTsxMjAzNTQwNzY1Nzt5YW5kZXgucnU6cHJlbWl1bQ&yclid=823926609343676415 (дата обращения: 27.01.2023).
© Ледовской Ю.Н., 2023
УДК 728.84
Мамытов А.С.
канд.тех.наук, доцент ОшТУ, г. Ош, КР Рахимжанов А.Р.
Магистрант ОшТУ г. Ош, КР
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ЦЕМЕНТОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ИХ КАЧЕСТВ
Аннотация
В статье рассматривается вопросы относительно влияниям содержания компонентов цементов на изменение их качеств. А также зависимости от химических составов клинкера и добавок, а именно из процентного содержания SO3, с добавлением глиежа как активных минеральных добавок в разных количествах. Минеральная добавка является активным, если она обеспечивает конец схватывания теста, приготовленного на основе добавки и извести-пушонки.
Сырьевая смесь должна обеспечить получение заданного химико-минералогического состава цемента. Поскольку у каждого вида исходного сырья есть свои особенности: минеральный состав, влажность, прочность каждое производство имеет свою уникальную технологию, позволяющую добиться необходимых свойств цемента.
Mamytov A.C.
Ph.D., ssistant professor, OshTU
Osh, KR Rakhimzhanov A. R.
Ph.D., ssistant professor, OshTU
Osh, KR
INVESTIGATION OF THE EFFECT OF THE CONTENT OF CEMENT COMPONENTS ON THE CHANGE OF THEIR QUALITIES
Annotation
The article deals with questions regarding the influence of the content of cement components on the change in their qualities. As well as dependence on the chemical composition of clinker and additives, namely, on the percentage of SO3, with the addition of gliezh as active mineral additives in different quantities. A mineral additive is active if it ensures the end of the setting of the dough prepared on the basis of the additive and fluffy lime.
Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако в результате - на выходе получают один из самых незаменимых строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, строятся вблизи на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента.
Кыргызская Республика обладает существенным потенциалом по многим видам минерального
сырья.
Активные минеральные добавки - тонкоизмельченные природные или искусственные материалы, вводимые в известковым вяжущим и цементам для улучшения их свойств и придания заданных качеств. К ним относятся природные или искусственные минеральные вещества, смешивая их с портландцементом повышают его водостойкость и антикоррозионные свойства. [1]
Минеральная добавка является активным, если она обеспечивает конец схватывания теста, приготовленного на основе добавки и извести-пушонки, не позднее 7 сут после затворения и обеспечивает водостойкость образца не позднее 3 сут после конца его схватывания. Активность минеральных добавок характеризуется также количеством СаО, поглощенной из раствора на 1 г добавки в течение 30 сут. Отдельные виды минеральных добавок имеют активность не менее (мг/л): трепелы и диатомиты — 150, трассы — 60, пемзы, туфы, пеплы — 50, глиежи — 30, [2].
Для производства портландцемента используются в основном клинкер, гипс и активные минеральные добавки. Сырьевая смесь должна обеспечить получение заданного химико-минералогического состава цемента. Поскольку у каждого вида исходного сырья есть свои особенности: минеральный состав, влажность, прочность каждое производство имеет свою уникальную технологию, позволяющую добиться необходимых свойств цемента.
Таблица 1
Вещественный химический состав компонентов опытных цементов
Название компонентов Химический состав, %
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O TiO2 MnO П.п.п. Сумма
Клинкер 20,94 4,80 3,95 64,25 1,58 1,07 0,81 0,44 - 0,45 98,28
Глиеж 75,30 12,55 5,44 1,56 1,11 0,29 2,19 0,42 0,67 0,07 2,14 101,8
Гипс 0,43 0,14 0,04 30,73 0,26 36,20 0,04 0,01 67,87
Таблица 2
Насыпная плотность и минералогический состав клинкера
Наименование Насыпная плотность, г/л Температура, 0С Количество расплава, % Минералогический состав клинкера
C3S C2S C3A C4AF
Клинкер 1373 67 30,36 53,9 20,3 6,33 11,98
Подготовка и анализ на химический состав клинкера, гипса и активных минеральных добавок проводились по известным методикам и ГОСТам. Пробы отбирали методом последовательного квартования. Химический анализ сырьевых материалов проводили по ГОСТ 5382-91[8], ГОСТ 30515-97[7].
Все компоненты прессовали таблетки диаметром 2 см и высотой 1,0-1,5 см под давлением 20 МПа. Определение химического состава компонентов произведена рентгенофлуоресцентном спектрометре WDXRF ARL OPTIM X.
В зависимости от химических составов клинкера и добавок, а именно из процентного содержания SOз, расчётным путем определен количество компонентов опытных цементов для помола. Учитывая, что содержание SOз в цементе должен варьироваться от 1,0% до 3,5%, рассчитали 5 проб опытных цементов с добавлением глиежа как активных минеральных добавок в разных количествах. Состав приведен в таблице 3
Таблица 3
Состав компонентов опытных цементов относительно расчетному содержанию SOзB цементе.
Цемент Клинкер Глиеж Гипс Содержание SO3 в цементе, %
кол-во, гр. доля, % кол-во, гр. доля, % кол-во, гр. доля, %
1 4790 95,8 0 0 210 4,2 3,05
2 4535 90,7 250 5 215 4,3 3,01
3 4280 85,6 500 10 220 4,4 2,9
4 4025 80,5 750 15 225 4,5 2,89
5 3770 75,4 1000 20 230 4,6 2,85
Общие положения методов испытание опытных цементов выполнен ГОСТ 310.1-76 [6].
В соответствии расчетным количеством компонентного состава опытных цементов, произвели помол в лабораторной шаровой мельнице 25 минут. В течение помола 5 опытных цементов исследовано изменение размолоспособности цемента с изменением количества минеральной добавки -глиеж и определена тонкость помола по остаткам на сите № 008 по ГОСТ 310.2-76 [6]. Цемент № 1 и Цемент № 3 исследовано на тонкость промежуточно до истечения 25 минут, чтобы наглядно увидеть сам процесс помола цементных проб. Результаты помола 5-ти проб приведен в таблице 4.
Таблица 4
Размолоспособность опытных цементов
Цемент 1 Цемент 2 Цемент 3 Цемент 4 Цемент 5
Время помола, мин Остаток на сите № 008,% Время помола, мин Остаток на сите № 008,% Время помола, мин Остаток на сите № 008,% Время помола, мин Остаток на сите № 008,% Время помола, мин Остаток на сите № 008,%
10 33,39 - - 10 32,64 - - - -
15 21,18 - - 15 17,92 - - - -
20 10,52 - - 20 7,83 - - - -
23 7,08 - - 23 5,03 - - - -
25 5,88 25 4,82 25 4,13 25 3,84 25 3,72
Исходя из таблицы 4 составили диаграмму (рисунок 1) где наглядно показано улучшение степени помола опытных цементов при увеличении в составе компонентов глиежа, что способствует увеличению производительности мельницы и экономии электроэнергии при помоле. [4]
Промежуточное исследование цемент 1 и цемент 3 построен график (рисунок 2) где можно увидеть влияние на помол даже в ранних стадиях.
Цемент 1 Цемент 2 Цемент 3 Цемент 4Цеыент 5 Рисунок 1 - Изменение тонкости помола при изменении вещественного состава опытных цементов
Рисунок 2 - Степень помола проб по истечении 25 мин
Каждую отдельную пробу опытных цементов испытали на нормальную густоту и сроки схватывания по ГОСТ 310.3-76[6]. При увеличении в состав цемента глиежа до 20 % нормальная густота опытных цементов увеличился от 25 до 26,8 %. Результаты отражены в таблице 5.
Таблица 5
Испытания опытных цементов на нормальную густоту и сроки схватывания
Цемент Нормальная густота, % Сроки схватывания, ч-мин.
начало конец
1 25 2-50 6-25
2 25,4 2-40 6-25
3 25,6 2-50 6-25
4 26,2 2-55 6-40
5 26,8 2-55 6-50
Для определения предела прочности цемента по ГОСТ 310.4-81[9] при изгибе и при сжатии приготовили раствор со стандартным полифракционным песком ГОСТ 6139-2003[8] и отформовали из растворной смеси образцы в виде балочек 40х40х160 мм. Изготовленные образцы были выдержаны в определенных условиях по ГОСТ 310.4-81[9] на пропарку и на 28 суток. Кроме этого было сделано дополнительное исследование на предел прочности при изгибе и при сжатии после 1, 2, 3, 7 и 14-суток выдержки опытных цементных балочек. Определили предел прочности при изгибе образцов на приборе испытания цементных балочек.
В результате определения величины предела прочности при изгибе балочек получили 6 половинок, которые служат образцами для определения величины предела прочности при сжатии. Каждую половинку балочки испытали на прессе отдельно.
Выводы:
В качестве основы реализации добавок в цемент был выбран алгоритм добавки глиежа. Как мы видим в таблице 4, размолоспособности опытных цементов увеличивается при увеличении в составе компонентов глиежа опытных цементов, что способствует увеличению производительности мельницы и экономии электроэнергии при помоле.
В данной таблице цемент 1 и цемент 3 исследовано на тонкость помола промежуточно до истечения 25 минут, где хорошо видно, что даже в ранних стадиях помола после 15 мин цемент 3 по сравнению цемент 1 измельчился тоньше на 9,5%.
Исследование опытных цементов на нормальную густоту и сроков схватывания так же показал хороший результат, то ест водопотребность опытных цементов 20 %ным содержанием глиежа по сравнению контрольным увеличился всего на 1,7 %.
Результаты предела прочности на сжатие и изгиб показали, что на ранних стадиях набора прочности почти не отстают от контрольного цемента, кроме опытного цемента с добавкой глиежа 20%. Цемент 5 первые 3 суток набирал прочность менее интенсивно, а в возрасте 28 суток показала предел прочности на сжатие 38,9 МПа.
Список использованной литературы:
1 Государственное агентство по геологии и минеральным ресурсам при правительстве КР. Бишкек
2 Ю.Г. Барабанщиков «Строительные материалы и изделия» - Учебник, - Москва, Издательский центр «Академия» 2008 г, с 188
3 Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин «Строительные минеральные вяжущие материалы»- Москва: Издательство «Инфра-Инженерия» 2011. - с. 129.
4 Мануйлов В.Е., Козлова В.К., Малова Е.Ю. Добавки фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства в клинкере и цементе // Техника и технология силикатов. - №4.- 2011.
5 Серикбаев К.Т., Таймасов Б.Т., Альжанова А.Ж. Разработка путей энергосбережения в технологии портландцемента // Сб. докладов Респ. студ. науч. конф.: «Студент и наука: взгляд в будущее». - Алматы, 2006
6 Таймасов Б.Т. Методические указания по проектированию цементных заводов. - Шымкент, 2013.- 46с.
7 ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия.
8 ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.
9 ГОСТ 310.4-81Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.
© Мамытов А.С., Рахимжанов А. Р., 2023
УДК 621
Самохвалова А.С.,
магистрант 2 курса СГТУ имени Гагарина Ю.А.,
г. Саратов, РФ.
Научный руководитель: Изнаиров Б.М.,
К.т.н, доцент СГТУ имени Гагарина Ю.А.,
г. Саратов, РФ.
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Аннотация
В данной работе проведен анализ структурно-фазового состояния поверхностного слоя детали, базирующегося на основе теплофизических явлений, которые возникают в процессе механической обработки в сравнении с процессом сварки металлов. Было рассмотрено классическое представление о теплофизике процесса резания и был проведён сравнительный анализ температурных и временных показателей с процессом сварки и термообработки. Установлены вероятностные изменения структурно-фазового состава металла под действием тепла, образующегося в процессе резания.
Ключевые слова
Надёжность, долговечность, качество поверхностного слоя, теплового воздействия, технологические
параметры, структурно-фазовый состав.
