CC BY
25УДК 666.946.1 Технические науки
Соскин М. И., магистрант строительного факультета, Пермский национальный исследовательский политехнический университет Шулепова А. В., магистрант строительного факультета, Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ШИХТ И СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ПЕЧНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ КЛИНКЕРА БЫСТРОТВЕРДЕЮЩЕГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
Аннотация: В статье рассмотрены основные направления по которым ведутся исследования в области высокопрочных и быстротвердеющих цементов, также показан пример расчета производственных шихт и составление материального баланса печной установки для клинкера быстротвердеющего портландцемента.
Ключевые слова: Быстротвердеющий цемент, печная установка, материальный баланс, расчет.
Abstract: The article considers the main directions of which are conducting research in the field of high-strength and quick-hardening cements, as an example of the calculation of the production charge and the preparation of the material balance of the furnace installation for rapid-cement clinker.
Keywords: Rapid-cement, furnace installation, material balance calculation.
Быстротвердеющий цемент (БТЦ) отличается от обычных портландцементов темпами нарастания прочности в ранние сроки твердения. По ГОСТ 10178-76 предусмотрен выпуск быстротвердеющих цементов двух марок — 400 и 500. При испытании в возрасте трех суток они должны иметь предел прочности на изгиб соответственно не менее 4 и 4,5, а на сжатие — 25 и 28 МПа [1].
В настоящее время можно выделить четыре основных направления по которым ведут исследования в области высокопрочных и быстротвердеющих цементов [2, 3]:
1. Последовательная оптимизация технологического процесса получения цемента на всех его переделах.
2. Модифицирование клинкерных минералов небольшими количествами «легирующих добавок».
3. Введение в цемент специальных кристаллических затравок-крентов.
4. Синтез смешанных цементов, каждый из компонентов которых упрочняет элементы структуры гидратационного твердения остальных компонентов.
При расчете трехкомпонентной сырьевой смеси принимается соотношение:
1-ый компонент: 2-ой компонент: 3-ий компонент = x: у: 1
Рассчитывается x и у по формулам приведенным ниже
КН = 0,9; Кремнеземистый модуль (п) = 2,3
Химический состав исходных материалов, пересчитанный на 100%
приведен в таблице 1 .
Таблица 1 - Химический состав исходных материалов
Химический состав сырья, %
Сырье R2O SiO2 Fe2O3 CaO MgO SOз ппп Сумма
Известняк 0,24 4,7 1 0,45 51,48 1 0,3 40,86 100
Глин. сланец 4,21 62,69 16,89 7,18 1,34 2,35 0,2 5,14 100
Огарки 6,24 15,32 3,34 72,5 - - 2,6 - 100
Вычисляем значения а1, Ь1, a2, Ь2, C2: а1 = С1- 2,8 • 51 • КН - 1,65 • А1 - 0,35^ = 37,9; Ь1 = С2- 2,8 • 52 • КН - 1,65 • А2 - 0,35^ = -187,02; с1 = 2,8 • 53 • КН + 1,65 • А3 + 0,35^ - С3 = 69,49; а2 = 51 - п • - п • ^ = 1,34; = - п • Л, - п • F2 = 7,33;
а2 = п • Л3 + п • ^ — 53 = 159,11.
Подставляя полученные величины в формулы находим значения x и у:
Первый компонент Ь2сх + Ьхс2 х = ™-~-= —;-г" = 57,38;
Третий компонент ахо2 + а2ох
Второй компонент %с2 + а2сх у =-=-= 11,26.
Третий компонент + а2Ьх
Следовательно, для получения портландцементного клинкера с КН = 0,9 и кремнеземистым модулем 2,3 из данного сырья необходимо на 57,38 весовых частей первого компонента (известняка) дать 11,26 весовых частей второго компонента (глины) и одну весовую часть третьего компонента (огарков).
Пересчитывая эти весовые части на 100%, получим следующий состав сырьевой смеси: 82,4% известняка, 16,17% глинистого сланца и 1,43% огарков. После этого подсчитываем химический состав сырьевой смеси клинкера (таблица 2).
Таблица 2 - Химический состав сырьевой смеси клинкера
Подсчет химического состава, %
Компоненты R2O SiO2 Fe2Oз CaO MgO SOз ппп
82,4 вес. ч. известняка 0,20 3,85 0,82 0,37 42,42 0,82 0,25 33,67
16,17 вес. ч. глин. сланца 0,68 10,14 2,73 1,16 0,22 0,38 0,03 0,83
1,43 вес. ч. огарков 0,09 0,22 0,05 1,04 - - 0,04 -
Итого - состав смеси, % 0,97 14,20 3,60 2,57 42,64 1,20 0,32 34,50
Состав клинкера, % 1,48 21,69 5,50 3,92 65,11 1,84 0,48 -
Определяем коэффициент пересчета на прокаленное вещество:
100
К = —-= 1,52
100 — ппп
Вычисления значений коэффициента насыщения и модулей дает следующие результаты:
65,11 — 1,65 • 5,5 — 0,35 • 3,92
КН=-6Ж:П:69-=0Л
21,69 П = 55 + 3:92 ==2Д
Полученные величины совпадают с заданными значениями КН и n. Это
показывает, что расчет сырьевой смеси сделан правильно.
Материальный баланс на печную установку приведен в таблице 3 Таблица 3 - Материальный баланс на печную установку
Компонент Вход Выход
% % т/ч % т/ч
1. Известняк 82,4 81,6 177,19 48,73 121,37
2. Глин. сланец 16,17 15,99 15,34
3. Огарки 1,43 1,42 1,43
4. Летучие
- Физическая влага 1 0,99
- П.П.П 34,5
I 101 100 100
Библиографический список
1. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. -М.: Стройиздат, 1986. - 464 с.
2. Пащенко А.А., Сербин В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. -Киев, 1985. - 440 с.
3. Алексеев Б.В. Технология производства цемента. - М.: Высш. школа, 1980. - 266 с.
