88889.ru

Отделка плиткой и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы подбора состава инертных заполнителей для вибропрессования

Методы подбора состава инертных заполнителей для вибропрессования!

Плотность, а значит прочность и водопоглощение вибропрессованных изделий, напрямую зависят от правильно подобранного гранулометрического состава инертных материалов, а не от количества цемента и мощности пресса. Повышенная мощность вибропресса конечно имеет свое положительное влияние на уплотнение жесткой смеси, но если сам состав собран не рационально — удачи не жди.

Мощный пресс при соответствующей вибрации способен уплотнить любой жесткий бетон, но есть предел, когда более крупные частицы упираясь друг в друга оставляют вокруг себя много не заполненных пустот, в результате чего и теряется прочность. Так происходит при прерывистой гранулометрии инертных заполнителей.

Что бы избежать такой ситуации следует тщательно подойти к гранулометрическому подбору инертных компонентов, что бы исключить в них сверхнормативную пустотность. Для вибропрессования могут подойти даже те пески, которые не годятся для подвижного бетона. Например очень крупный песок с большой пустотностью или вообще совсем мелкий. Но песков желательно два! Из двух различных песков можно собрать более рациональный состав инертных заполнителей.

Подбор гранулометрического состава инертных заполнителей, методом рассева с последующим расчетом по специальным формулам, производят в лаборатории. Это требует определённых знаний и конечно опыта в данном деле. В случае отсутствия такого доступа к услугам лаборатории придется обратиться к кустарному, можно даже так сказать, к «народному» методу прямо на производстве.

В моей практике был случай, когда начальник цеха по производству вибропрессованой плитки повысил прочность и снизил водопоглощение изделий совсем простым способом. Работая только на крупном песке он с каждым замесом стал добавлять малую часть мелкого. Сразу после пресса поддон с плиткой взвешивался. Как только общий вес продукции на поддоне перестал расти — подбор был остановлен. Так был подобран самый рациональный состав инертных заполнителей, из местных материалов, кустарным методом

Рассмотрит более сложный способ. К примеру берём один песок крупный и один мелкий. Высушиваем оба и начинаем подбор. К крупному добавляем 10% мелкого и тщательно перемешиваем. Затем высыпаем его в металлический мерный стакан, вместимостью один литр, и вибрируя на вибростоле заполняем вровень с краями емкости. После этих манипуляций взвешиваем и заносим данные в таблицу. Повторяем эту операцию, и каждый раз добавляем по 10% мелкого песка. Тот состав, который первым покажет наибольший вес, и будет самым подходящим для вибропрессования.

К нему, как правило, добавляют мелкий гранитный щебень фракции 2-5 мм или даже 5-10 мм. Но в последнем случае придется провести подбор части 2-5 мм и части 5-10 мм так же как и в случае с песками. После определения гранулометрии инертных заполнителей можно будет провести тесты с составами на цементе с добавками и без них. Это нужно для определения рационального расхода цемента и химии.

Подбор состава и изготовление пробных образцов нужно производить при помощи вибростола и металлических форм ФК-100 или ФК-70, со специальной насадкой и пригрузом, что бы исключить влияние количества образцов на их качество. Если проводить тестирование подобранного состава сразу на производственном оборудовании, то может сработать фактор неоднородности изделий в одном штампе. Такое происходит при неравномерном распределении смеси при засыпке в ячейки матрицы, что приводит к разной плотности изделий.

Речь идет о плитке тротуарной. Разница коэффициента уплотнения при этом может колебаться в пределах от 0,92 до 0,99 между плитками одного штампа. Что приводит к разной плотности, а значит и к их разной прочности. При таких условиях практически невозможно четко провести сравнительные испытания составов и химических добавок по трем образцам, разве только, что на внешний вид. Поэтому, самый истинный тест на состав и химический модификатор получается только на формах с насадкой и пригрузом.

Эффективность химического модификатора так же можно определить, в сравнении с аналогами, через испытания на сжатие пустотных камней стеновых. В лабораторный пресс помещается камень целиком, между двумя дополнительными пластинами металла, а затем испытывается. Из этой продукции проще выбрать образцы по среднему весу, и именно на них легче определить более эффективную добавку для повышения прочности и экономии цемента.

Последний этап в подборе состава это выбор химического модификатора для жёсткого бетона из множества предлагаемых на рынке. От эффективности добавки зависят качество и себестоимость вибропрессованной продукции. Заметьте, не от цены, а от эффективности. От эффективности химии зависит себестоимость продукции, которая напрямую завязана на цементе, как на самом дорогом компоненте по расходу.

Повышение прочности вибропрессованного изделия на 30% к контрольному, при действии химической добавки, приводит к экономии 20-ти% цемента. Поэтому существующее мнение, что химическая добавка всегда приводит к увеличению материальных затрат весьма ошибочно. Только в тех случаях, где у добавки полностью отсутствует эффективность, происходит повышение затрат.

Немаловажное свойство бетона к ускоренному твердению за счёт химии приносит положительные качества, как технологическому процессу, так и самому изделию. Ускоренное твердение гарантирует полный набор прочности за 5-7 суток до наступления испарения основной влаги из бетона, тем самым исключается появление высолов. Как в данном протоколе.

Согласно протокола продукцию можно отгружать потребителю сразу на другой день после прессования — минуя склад. Ведь для этого требуется отпускная прочность 70%, а у нас уже 80%, а через пять-шесть дней будут и все 100%. Добавки для вибропрессования ТМ «БЕТОПРЕСС»® от ООО «НПО БЕТОХИМИКС» ускоряют набор прочности, удерживают влагу от испарения, предотвращают налипание и высолы, усиливают цвет пигментов, исключают размораживание и экономят цемент.

ГОСТ 10900-84
Иониты. Методы определения гранулометрического состава

Настоящий стандарт распространяется на полимеризационные и поликонденсационные иониты и устанавливает методы определения гранулометрического состава мокрым и сухим рассевом.

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ

1.1. Методы отбора проб ионитов указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Читайте так же:
Минусы цементной стяжки пола

Для определения гранулометрического состава от объединенной пробы отбирают (200±10) г ионита методом квартования.

2. АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709 или деминерализованная, соответствующая требованиям ГОСТ 6709.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. МЕТОД МОКРОГО РАССЕВА

3.1. Подготовка к испытанию

3.1.2. Около (200±10) г ионита с массовой долей влаги более 30% помещают в стакан вместимостью 500 см

3.1.3. Около (200±10) г ионита с массовой долей влаги менее 30% помещают в стакан вместимостью 1000 см

3.1.4. Аниониты с массовой долей влаги менее 30%, выпускаемые в SO

3.2. Проведение испытания

3.2.1. Рассев ионита при определении коэффициента однородности и эффективного размера зерен ведется на комплекте сит, верхний и нижний размер ячеек которых соответствует нижнему и верхнему пределу гранулометрического состава.

3.2.1.1. Из стакана переносят набухший ионит стеклянной трубкой в цилиндр вместимостью 100 см

3.2.1.2. Сито размером ячеек, соответствующим верхнему пределу гранулометрического состава, помещают в емкость для рассева. Ионит из цилиндра струей дистиллированной или деминерализованной воды переносят на сито, заполняют емкость водой и встряхивают сито. При этом частицы ионита должны находиться в движении, а уровень воды не должен подниматься до края сита.

3.2.1.3. Через 4 мин измеряют объем фракции, оставшейся на сите, если объем составляет более 20 см

3.2.1.4. На сито размером ячеек, соответствующим следующему пределу гранулометрического состава, переносят зерна ионита, прошедшие через предыдущее сито. Рассев и измерение объема фракции ионита, оставшейся на сите, проводят аналогично предыдущей фракции. Эту операцию повторяют со всеми ситами и в конце измеряют объем фракции ионита, прошедшей через сито с наименьшим размером ячеек.

3.2.2. Рассев ионита при определении содержания рабочей фракции проводят на двух ситах, соответствующих верхнему и нижнему пределам гранулометрического состава. Время рассева ионита на верхнем сите 4 мин. Зерна ионита, прошедшие через сито, переносят на сито, соответствующее нижнему пределу гранулометрического состава.

Рассев на нижнем сите проводят до тех пор, пока гранулы не перестанут проходить через ячейки. Зерна ионита, оставшиеся на сите и застрявшие в его ячейках, соединяют вместе и измеряют их объем в цилиндре вместимостью 100 см

4.1. Подготовка к испытанию

Ионит помещают в плоскую коробку слоем не более 0,5 см и подсушивают на воздухе до состояния, когда зерна ионита легко отделяются друг от друга.

Каждое сито набора сит и поддон взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

4.2. Проведение испытания

4.2.1. Рассев ионита при определении коэффициента однородности и эффективного размера зерен проводят механическим или ручным способом на наборе сит, верхний и нижний размер которых соответствует нижнему и верхнему пределам гранулометрического состава.

4.2.2. 100 г воздушно-сухого ионита, взвешенного с погрешностью не более 0,1 г помещают на верхнее сито набора сит размером ячеек, соответствующим верхнему пределу гранулометрического состава.

Набор сит закрывают крышкой и закрепляют его при механическом рассеве в аппарате для встряхивания, который затем приводят в движение, а при ручном рассеве набор сит приводят во вращательное движение периодическими резкими ударами ладонью руки по обечайке и крышке.

4.2.3. По истечении 10 мин верхнее сито отделяют и проверяют полноту высевания фракции над листом бумаги и производят первое взвешивание. Рассев заканчивают, если остаток на сите уменьшается не более чем на 0,2%, в течение 2 мин.

Затем проверяют полноту рассева на других ситах набора. Если полнота рассева недостаточная, то рассев проводят еще в течение 5 мин.

4.2.4. Рассеянные фракции ионита переносят с сита в стаканчик и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

Допускается проводить взвешивание ионита вместе с соответствующим ситом, при этом массу рассеянной фракции определяют как разность между массой сита с фракцией и без нее.

Суммарная масса всех фракций не должна отличаться от исходной массы навески ионита более чем на 2%.

4.2.5. Рассев ионита при определении содержания рабочей фракции проводят, как указано в пп.3.2.2 и 4.2.3.

4.3. (Исключен, Изм. N 1).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Для расчета эффективного размера зерен и коэффициента однородности результаты рассева записывают в табл.1.

Тонкость помола и гранулометрический (зерновой) состав цемента

Тонко измельченный цемент имеет более высокие прочности, тем тоньше его помол – тем выше прочность. Это особенно относится к ранней прочности, в последующие периоды различия в прочности уменьшаются. Крупные частицы цемента реагируют с водой в основном с поверхности. В таблице 1.13 приведены данные по удельной поверхности различных видов цементов по Блейну [101]. Когда идет процесс помола цемента гипс размалывается легче и он накапливается в тонкой фракции, такое же возможно при помоле клинкера с золой. Гранулированный доменный шлак напротив – более твердый, измельчается труднее, чем клинкер и накапливается в крупных фракциях [102, 103, 104, 105].

Раннюю прочность цемента обеспечивают мельчайшие клинкерные фракции (0 — 3 мкм). Наиболее крупные фракции цемента с размером частиц более 50 мкм твердеют настолько медленно, что их иногда считают почти инертными [4].

Таблица 1.13 — Ориентировочные значения для размера частиц цементов [102]

Вид цементаУдельная поверхность по Блейну, см 2 /г
MaxСреднееMin
CЕM I 32,5 R
CEM I 42,5 R
CEM I 52,5 R
CEM II/B-S 32,5 R
CEM III/A 32,5 R

Интенсификаторы помола также способствуют формированию узкого распределения частиц по размерам. Влияние распределения зерна на рост прочности технических цементов и бетонов не всегда ясно. На рисунке 1.25 показано развитие прочности цемента различных размеров зерен.

Интенсификаторы помола позволяют производить в Федеративной Республике Германии цементы с удельной поверхностью примерно > 3500 см 2 /г. Они представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые добавляют в измельчаемый материал в небольшой дозировке, чтобы сделать процесс измельчения более эффективным. Их полезность и эффективность возрастают с увеличением тонкости цемента. Для получения того же цемента (той же тонкости помола) интенсифицирующие добавки в количестве 0,01-0,1% могут увеличить пропускную способность (производительность) мельницы до 10-50%.

Читайте так же:
Монтажный клей для цемента

1 — <3 мкм; 2 – 3-9 мкм; 3 – 9-25 мкм; 4 – 25-50 мкм

Рисунок 1.25 — Развитие прочности цемента при гидратации различных размеров зерен (по Шведену) [4,106]

Интенсифицирующие добавки не должны способствовать коррозии арматуры в бетоне. В то время как положительный эффект помола для портландцемента был бесспорным, при помоле шлаковых цементов наблюдались лишь небольшие преимущества. Специальные эффективные интенсифицирующие добавки ПАВ включают гликоли (например, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоль), стеарат кальция и этаноламины (как триэтаноламин, триэтаноламинацетат), которые, как правило, добавляют в количестве менее 0,05 %. Их использование увеличивает удельную поверхность цемента в среднем на 800 см 2 /г. Эффект помола в первую очередь заключается в том, что молекулы ПАВ образуют на поверхности измельчаемых частиц цемента тонкую пленку, которая предотвращают слипание частиц между собой (агрегирование) и налипание измельчаемых частиц цемента на поверхность мелющих тел и бронефутеровки. Явления налипания и агрегирование, возникающие при тонком помоле цемента, препятствует процессу измельчения. Кроме того, увеличивается сыпучесть и подвижность измельченного материала, повышается эффективность разделения частиц в сепараторе, а пропускная способность мельницы увеличивается. На заводах обычно используются интенсифицирующие добавки из группы гликолей и этаноламинов, которые при обычных концентрациях не оказывают отрицательного влияния на сроки схватывания и процессы твердения цемента. Кроме того, долгосрочные испытания бетона показали, что оптимальные дозировки интенсификаторов помола не оказывают отрицательного влияния на прочность [107]. Высокое количество добавок (> 0,2%) может привести к снижению ранней и 28-дневной прочности. Многолетнее применение интенсификаторов помола показало, что они не оказывают негативного влияния на прочность бетона при длительных сроках твердения и долговечность бетона [108, 109].

В странах СНГ в качестве интенсификаторов процесса помола цемента наибольшее применение нашли катионактивные соединения – лигносульфонаты технические (ЛСТ) (прежнее название СДБ), триэтаноламин (ТЭА), смеси триэтаноламина с ЛСТ в соотношении 1:3 – 1:5, а также соапсток, лигнин, мылонафт. При введении ТЭА в количестве 0,015…0,03 % от массы цемента производительность мельниц увеличивается на 15…35 %, удельный расход электроэнергии снижается на 10…30 %. Интенсифицируют процесс помола цемента также добавки угля, сажи (0,3 %), коксовой пыли (2…3 %), трепела (1…2 %).

Эффективность действия интенсификаторов помола зависит и от способа их введения в мельницу. На большинстве заводов добавки ПАВ вводят простейшим методом истечения на материал на ленточном транспортере или на питательную тарелку клинкера. Этот способ малоэффективен, так как пока добавка ПАВ равномерно распределится по поверхности всего материала, потребуется значительное время. Материал успеет пройти во вторую камеру тонкого измельчения. В этих условиях функция добавки будет сводиться только к устранению налипания на шары.

Более эффективным является введение водного раствора ПАВ в распыленном виде во вторую камеру цементной мельницы. Молекулы интенсификатора с самого начала процесса измельчения сопри­касаются со вновь обнаженными поверхностями размалываемо­го материала, адсорбируются на них и действуют как понизите­ли твердости. При таком способе введения ПАВ в мельницу оптимальная их дозировка будет во много раз меньше применяемой при обычной подаче их вместе с материа­лом на питательную тарелку.

Легко распыляемый водный раствор ПАВ обеспечивает соприкосновение интенси­фикатора с большой поверхностью размалываемого материала. Этот способ применения ПАВ эффективен еще потому, что ми­нералы цементных клинкеров обладают высокой гидрофильностью и сильно адсорбируют воду на вновь образующихся по­верхностях. Уже сама вода вызывает значительное адсорбцион­ное понижение прочности клинкерных минералов при их из­мельчении. Адсорбированные поверхностно-активные вещества создают оболочку вокруг частичек и тем самым препятствуют агрегированию и налипанию цемента.

Небольшие количества влаги без ПАВ интенсифицируют помол цемента. Установлено, что влажность размалываемого материала оказывает значительное влияние на расход электроэнергии при помоле цемента в шаровой мельнице. При влажности размалываемого материала 1…1,5 % расход электроэнергии составлял 34…36 кВт·ч/т, при помоле абсолютно сухого материала расход составил 43 кВт·ч/т, при влажности 2 % — 43 кВт·ч/т.

Введение в мельницу при помоле клинкера воды в пределах 1 % к весу подаваемой в мельницу шихты уменьшает­ или полностью предотвращает налипание и агрегирование мелких частиц цемента. Водяные пары снижают электрическое сопротивление среды в мельнице и, тем самым, уменьшают электростатические силы взаимодействия положительно заряженных частиц цемента с отрицательно за­ряженными мелющими телами и бронефутеровкой, вследствие чего предотвращается налипание на них этих частиц. Водяные пары, омывая частички цемента, образуют временные «мости­ки», являющиеся своего рода проводниками, через которые осуществляется нейтрализация электростатических зарядов. В результате явления налипания и агрегирования снижаются или вовсе устраняются.

Дата добавления: 2016-10-26 ; просмотров: 7935 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Отчет об исследованиях повышения активности портландцемента марки 500Д0, производства ОАО «Осколцемент», методом селективной дезинтеграторной активации

Как известно, технические и функциональные свойства портландцемента, такие как его активность, скорость твердения и т.д. обуславливаются не только химическим и минералогическим составом клинкера, но и, в большей степени, формой и размером частиц порошка, тонкостью помола, гранулометрическим составом.

Цементный порошок представлен весьма разнообразным гранулометрическим составом частичек размером от 0 до 100 мкм. Причем каждая фракция частиц цементного порошка по-разному влияет на создание прочности цемента в разные сроки его твердения. Так, на показатели активности (прочность в возрасте 28 суток) основное влияние оказывает содержание фракций порошка до 20 мкм, крупные же частицы влияют на прочность в более поздние сроки твердения. Крупные цементные зерна, при относительно небольшой удельной поверхности, слабо вовлекаются в реакцию с водой и дают небольшое количество гидратных новообразований и, наоборот, частицы активного диапазона размеров оказывают основное влияние на интенсивность гидратационных и гидролизных процессов, связанных с образованием структурных частичек цементного геля. Тем самым, варьируя процентное содержание в порошке зерен различных фракций, возможно получать высокомарочные быстротвердеющие цементы, что позволит регулировать прочность бетонных изделий в разные сроки твердения

Селективное преобразование цементного порошка в целях оптимизации его зернового состава, для увеличения процентного содержания частиц активного диапазона размеров, происходит за счет пофракционного разделения (первичной классификации) и дополнительного измельчения (дезинтегрирования) выделенных крупных цементных зерен, которые в достаточном количестве присутствуют даже в высокомарочном цементе заводского изготовления.

Читайте так же:
Если смешать цемент с гравием

Цель данной работы — улучшение основных свойств портландцемента (активность, скорость твердения); экономия вяжущего в производстве строительных материалов.

Селективное преобразование гранулометрического состава цементного вяжущего с целью получения портландцемента со специальными свойствами, позволяет сократить время твердения готовых изделий; снизить энергонагруженность помольного оборудования, используемого в работах по активации; обеспечить возможность использования помольного оборудования малой и средней мощности в производстве активированного вяжущего; снизить себестоимости производства цемента со специальными свойствами.

Метод селективной дезинтеграторной активации заключается в первичной классификации поступающего на производство портландцемента с целью выделения тонкой фракции цементного порошка, представленной зернами требуемых размеров, дальнейшее измельчение которых нецелесообразно из-за опасности переизмельчения материала, уменьшения содержания в порошке частиц активного диапазона размеров и повышенного расхода энергии, связанной с бесполезным нагружением высокодисперсного материала.

Цементный порошок, представленный малоактивными частицами, размеры которых больше граничной крупности разделения (грубая фракция) подвергается дополнительному измельчению (дезинтеграторному помолу) для корректировки гранулометрического состава и перевода крупных зерен в активный диапазон размеров частиц цементного порошка.

  1. Первичная классификация (в селективной дезинтеграторной активации) — основной технологический передел метода СДА, служащий для разделения на соответствующие фракции цемента заводского изготовления. В отличие от традиционно применяемой в производстве цемента вторичной классификации при помоле материала (вторичная классификация осуществляется уже после механического нагружения цементного зерна), первичная классификация позволяет разделять цементный порошок перед его подачей на участок помола (классификация цементных зерен по их размеру происходит не в процессе помола, а непосредственно перед помолом).
  2. Дезинтеграторная обработка, дезинтегрирование (в селективной дезинтеграторной активации) — помол материала методом высокоэнергонагруженного свободного удара, реализуемого стержневой мельницей- дезинтегратором оригинальной конструкции. Использование дезинтегратора в качестве помольного агрегата позволяет получать высокодисперсный порошок узкого гранулометрического состава, представленного цементными зернами наиболее активного диапазона размеров.
  3. Тонкая фракция (в селективной дезинтеграторной активации) — выделенная при первичной классификации фракция цементного порошка, представленная тонкими частицами, дальнейшее измельчение которых нецелесообразно.
  4. Грубая фракция (в селективной дезинтеграторной активации) — выделенная при первичной классификации фракция цементного порошка, представленная малоактивными частицами, размер которых больше граничной крупности разделения, и подвергаемая дополнительному измельчению (дезинтегрированию) для корректировки гранулометрического состава и перевода крупных зерен в активный диапазон размеров частиц цементного порошка.

Характеристика исходного материала:
Портландцемент ПЦ 500Д0 производства ОАО «Осколцемент». Заявленные заводские характеристики: Портландцемент бездобавочный марки 500 (ПЦ 500Д0) ГОСТ 10178-85, относится к первой группе по эффективности пропаривания.

  1. Комплекс воздушной классификации высокой точности разделения ПРОГРЕСС МК
    Максимально допустимый размер частиц исходного материала — 10 мм;
    Диапазон разделения граничной крупности — 20-80 мкм;
    Максимальная частота вращения разделяющего ротора — 2500 об/мин;
    Максимальная производительность — 5 т/ч.
  2. Дезинтегратор ГОРИЗОНТ 4500МК Ultra
    Максимально допустимый размер частиц исходного материала — 12 мм;
    Частота вращения дисков — 4500 об/мин;
    Кол-во пальцев-бил — 98 шт.;
    Линейная скорость последнего ряда пальцев-бил — 98,9 м/с;
    Производительность — до 5,5 т/ч.
  1. ГОСТ 10178 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»
  2. Определение физико-механических свойств цементов по ГОСТ 310.1-310.4
  3. Лазерный дифракционный микроанализатор для автоматического гранулометрического экспресс-анализа материала в сухом состоянии или в суспензии на основе дифракции сходящегося лазерного луча.

Результаты испытаний:

Гранулометрический анализ исходного цемента представлен в таблице 1 и графически.

14,07 %сж , кгс/см²Предел прочности при сжатии в возрасте 7 суток, R сж , кгс/см²Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, R сж , кгс/см²
Контрольный составЦемент 500Д0
Песок по ГОСТ 6139
2250186197312
Основной состав №1Цемент грубая фракция
Песок по ГОСТ 6139
99120178
Основной состав №2Цемент дезинтегрированная фракция
Песок по ГОСТ 6139
1320184208250
Основной состав №3Цемент тонкая фракция
Песок по ГОСТ 6139
4100300324368
  1. Исходный цемент с завода представлен частицами различного размера от < 5 до > 60 мкм, тонкостью помола 2250 см²/г. Марочная прочность составила 312 кгс/см². Цементный камень представлен продуктами гидратации и непрогидратировавшими зернами цемента, т.к. содержащиеся крупные частицы цемента значительно позднее вступают в реакции гидратации.
  2. Марочная прочность грубой фракции цемента значительно ниже прочности исходного цемента и составляет 178 кгс/см². В процессе твердения участвовали частицы цемента более 40 мкм, показатели прочности которых характерны для более поздних сроков испытаний, частицы не полностью вступили в реакцию с водой гидратации и представляют собой не активные цементные зерна, способные образовывать прочные гидратные соединения, а частицы, играющие больше роль добавок-микронаполнителей.
  3. Дезинтеграторный помол грубой фракции цемента преобразовал его грансостав с переводом в активный диапазон размеров малоактивных (крупных) частиц цементного порошка. При этом значительно повысилась прочность цементного камня и в первые сутки твердения сравнялась с прочностью исходного цемента, что объясняется более полной гидратацией клинкерных минералов. Цементный порошок после домола представлен частицами менее 40 мкм, имеющими осколочную форму и развитую поверхность, благоприятствующую полному растворению цементных зерен и гидратации.
  4. Изменение дисперсности цемента с 2250 до 4100 см²/г, путем выделения первичной классификацией тонкой фракции увеличило прочность затвердевшего вяжущего в первые сутки на 60%. Это вытекает из того, что чем выше дисперсность частичек, тем больше точек соприкосновения и тем выше взаимосвязь между ними.

Итак, выделение грубой фракции портландцемента и ее дальнейшая активация (дезинтегрирование) позволило получить материал узкой гранулометрии (преобладание средней фракции (10-40 мкм)), в результате измельчения крупных, малоактивных цементных зерен без значительной потери в прочности. Увеличение дисперсности портландцемента сопровождается увеличением прочности цементного камня, обусловленной повышенной связующей способностью частичек новообразований.

Москалев Александр

Смесители сухих смесей, оборудование для производства ССС,
Станции растаривания, Пневмокамерные и пневмошлюзовые насосы, Телескопические загрузчики, Весовые бункера-дозаторы
Тел.: +7 909 261-13-29
info@stroymehanika.ru
Skype: A.Moskalev_SM

Читайте так же:
Количество цемента для бетона м400

Лабазин Илья

Вопросы дилерского сотрудничества, Фасовочные станции, Станции затаривания, Дозаторы малых добавок
Тел.: +7 962 272-62-77
info@stroymehanika.ru
Skype: stroymehanika71

Лозовский Михаил

Ленточные конвейеры и элеваторы, Винтовые конвейеры АРМАТА, Силосы цемента, Дробильно-сортировочное и помольное оборудование, Виброгрохоты и вибросита
Тел.: +7 960 616-30-22
info@stroymehanika.ru

Методы определения гранулометрического состава цемента

Согласно ГОСТ 17070–2014 «Угли. Термины и определения», гранулометрический состав угля (size distribution) — это «характеристика угля, отражающая массовую долю кусков разных классов крупности в испытываемой пробе». Гранулометрический состав угля определяют с помощью ситового анализа (ситового метода).

Ситовой анализ (sieve analysis) заключается в рассеве топлива на ситах и определении выходов классов крупности. «Класс крупности угля (size fraction) — совокупность кусков угля с размерами, определяемыми размерами отверстий сит, применяемых для выделения этих кусков» (ГОСТ 17070–2014).

В настоящем параграфе даны общие представления о ситовом анали­зе топлив. Подробно метод изложен в ГОСТ 2093–82 и в научно-технической литературе [3–5, 7, 12, 13, 19, 25].

Гранулометрический состав угля служит важнейшей технической характеристикой качества угля. Результаты ситового анализа необходимы для решения вопросов обогатимости и рационального использования углей, а также для установления норм качества топлива. При разработке технических условий результаты определения гранулометрического сос­тава входят в обязательные требования к качеству продукции.

Определение гранулометрического состава связано с опробованием углей. В нормальных условиях добычи регулярно проводят отбор эксплуатационных проб (ГОСТ 16094–78), которые предназначены для сито­вого анализа, определения зольности и засоренности угля породой. Обычно эксплуатационные пробы отбирают один раз в полугодие (§ 4.2). Помимо эксплуатационных проб, для ситового анализа, при необходимости, могут использоваться другие пробы, например, товарные или пластово-промышленные.

Определение гранулометрического состава углей относится к методам испытаний, переходным от лабораторных к полупромышленным. Си­то­вой анализ углей требует значительного времени и относительно большого количества угля, исчисляемого десятками и даже сотнями килограммов, поэтому этот метод не может быть массовым.

В настоящее время в России действует ГОСТ 2093–82 «Твердое топливо. Ситовый метод определения гранулометрического состава». Этот стандарт не был гармонизирован с действовавшим на тот момент международным стандартом на ситовой метод анализа, и не гармонизирован до сих пор. В настоящее время действует уже третье издание ISO 1953:2015 «Hard coal. Size analysis by sieving» (Уголь каменный. Ситовой анализ).

ГОСТ 2093–82 распространяется на каменные и бурые угли, антрациты, горючие сланцы, а также продукты их обработки и устанавливает метод определения гранулометрического состава топлива. Метод заключается в рассеве топлива на ситах и определении выходов классов крупности.

ГОСТ 2093–82 распространяется на твердые топлива с крупностью кусков более 0,063 мм (63 мкм), а стандарт ISO 1953:2015 — на каменные угли с крупностью кусков от 125 мм до 45 мкм.

Отбор пробы для ситового анализа

Пробу для ситового анализа отбирают в соответствии с правилами отбора по ГОСТ 10742–71. При этом минимальная масса точечной пробы (m, кг) зависит от максимального размера кусков и рассчитывается по формулам:

где D — размер максимального куска, мм.

Однако в ГОСТ 10742–71 не регламентированы конкретные требования к отбору проб для ситового анализа.

В научно-технической литературе имеются различные рекомендации по величине проб для ситового анализа, которые разработаны исходя из практики работы угольных предприятий, но не стандартизованы. Например, в [13] указано, что масса пробы рядового угля для ситового анализа должна составлять от 400 до 1000 кг.

В [3] приведены следующие соотношения:

— минимальная масса точечной пробы в зависимости от максимального размера кусков составляет:

более 150 мм — 150 кг

более 50 до 150 мм — 100 кг

более 25 до 50 мм — 50 кг

более 0 до 25 мм — 25 кг

— количество точечных проб в объединенной пробе в зависимости от зольности сухого угля (A d ) должно быть:

при A d до 10% вкл. — не менее 18

при A d более 10% до 20% — не менее 27

при A d более 20% — не менее 36

Согласно [7], проба для ситового анализа должна состоять не менее чем из 30 точечных проб.

По действующему ГОСТ 16094–78 «Угли бурые, каменные, антрацит и горючие сланцы. Метод отбора эксплуатационных проб» в эксплуатационную пробу отбирают не менее 30 точечных проб. Минимальные массы точечных проб в зависимости от максимального размера кусков приведены в табл. 20.1.

В ISO 13909-2:2016 «Каменный уголь и кокс. Механический отбор проб. Часть 2. Уголь. Отбор проб из движущихся потоков» и ISO 1953:2015 «Уголь каменный. Ситовой анализ» регламентированы одинаковые требования к отбору проб для ситового анализа. По международным стандартам проба для ситового анализа должна состоять не менее чем из 25 точечных проб.

В табл. 20.2 приведены минимальные массы проб для ситового анализа в зависимости от максимального размера кусков топлива.

Отсутствие единых норм отбора проб для ситового анализа особенно заметно при рассмотрении рекомендаций, которые приводят авторы монографий [3, 4, 7, 13]. Так, по одним методам масса пробы для ситового анализа при максимальном размере кусков 50 мм составляет от 70 до 90 кг, а по другим — эта масса увеличивается до 300 кг и даже до 540 кг (при зольности от 10 до 20%).

Необходимость унификации норм отбора проб для ситового анализа и гармонизации ГОСТ 2093–82 с требованиями международных стандартов ясно видна из данных, приведенных в настоящем параграфе.

Подготовка пробы к рассеву

Если влажность углей затрудняет разделение, то необходимо подсушить пробу на воздухе или при температуре (40±5)°С. Каменный уголь и антрацит разрешается сушить при (105±5)°С. Окончание подсушивания определяют визуально: до видимого отделения зерен друг от друга. Перед рассевом пробу охлаждают до комнатной температуры.

Рассев ведут на ситах с проволочными сетками по ГОСТ 6613–86 «Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия», ГОСТ 3826–82 «Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия» и ГОСТ 3306–88 «Сетки с квадратными ячейками из стальной рифленой проволоки. Технические условия» (табл. 20.3).

Читайте так же:
Марка цемента м400 что означает

Кроме того, для рассева углей применяют листовые сита с квадратными или круглыми отверстиями по ГОСТ 2093–82 (приложение 8). Размер стороны квадрата (в) или диаметры отверстий (d) составляют 50, 100, 150, 200 или 300 мм. При рассеве на ситах с круглыми отверстиями в акте указывают размер выделенных на этих ситах классов в пересчете на сита с квадратными отверстиями:

где в — сторона квадратной ячейки, мм;

d — диаметр круглой ячейки, мм.

Для проведения ситового анализа углей используют сита размером не менее 500×500 мм, с высотой борта не менее 120 мм.
Для рассева небольших проб топлива в лабораториях применяют сита лабораторные по ГОСТ Р 51568–99 (ИСО 3310-1–90) с диаметром обечайки (рамы) сита 200–300 мм.
Рассев пробы производят, используя собранные в виде грохотов сита, механические встряхиватели и делители.

Сокращение пробы при ситовом анализе

Если в пробе для ситового анализа имеются куски размером более 100 мм, всю массу пробы пропускают через сито 100 мм, при этом куски более 100 мм допускается выбирать с сита вручную во избежание их измельчения. После удаления класса более 100 мм оставшуюся пробу разрешается сокращать до массы угля, указанной в табл. 20.4.

Сокращение пробы с крупностью кусков более 25 мм производят порционным методом (ГОСТ 2093–82) вручную, а с крупностью 25 мм и менее — с помощью механического делителя.

Рассев пробы

Рассев пробы проводят в помещении, защищенном от атмосферных осадков и ветра. Пробы рассеивают на классы с использованием стандартного набора сит по ГОСТ 2093–82. Сита выбирают в зависимости от цели испытания. Рассев осуществляют на ситах с убывающим размером отверстий.

Основные размеры ячеек сит, мм:

круглые — 300, 200, 100, 50;

квадратные — 25, 13, 6, 3, 1, 0,5.

Дополнительные размеры ячеек сит, мм:

круглые — 150, 125, 120, 80, 75, 70, 65, 60;

квадратные — 40; 35; 30; 20; 15; 10; 8; 2; 1,6; 0,8; 0,4; 0,25; 0,2; 0,125; 0,063.

Продолжительность рассева влияет на результаты ситового анализа, но не унифицирована, так как зависит от многих факторов, которые можно учесть только в конкретных условиях. Рассев считают законченным, если выход подрешетного продукта в течение 1 мин будет составлять менее 1% от массы топлива, поданного на сито.

Схема ситового анализа

Ситовой анализ состоит из следующих операций: взвешивание всей пробы; рассев на сите с наибольшим размером отверстий; взвешивание над­решетного продукта; взвешивание подрешетного продукта; если необходимо, сокращение подрешетной пробы; рассев подрешетной (сокращенной) пробы на следующем сите и т.д.

Установка для рассева проб должна обеспечить возможность выделения из классов крупности более 25 мм таких компонентов, как порода, сростки породы с углем и колчедан. Все эти компоненты угольной смеси взвешивают по отдельности, и результаты определения выхода этих составляющих вносят в акт проведения ситового анализа.

Кроме того, необходимо предусмотреть отбор и приготовление проб для анализа из каждого класса крупности. Ситовой анализ сопровождается определением влаги, зольности, массовой доли общей серы и теплоты сгорания.
При ручном ситовом анализе угля с частицами менее 4 мм сначала тщательно отсеивают пыль на самом мелком сите (§ 19.4) и только после этого производят рассев угля обычным способом.

Классы крупности обозначают размерами отверстий сит, примененных для выделения этих классов, причем начинают обозначение с меньшего размера и заканчивают бо́льшим, например, 100–150 мм, 50–100 мм, 25–50 мм и т. д. до 0–0,5 мм.

После рассева уголь, остающийся на каждом сите, взвешивают и рассчитывают выход классов крупности в кг (г) и в процентах от суммарной массы классов, полученных при анализе.
Если пробу перед анализом подсушивали, массу отдельных клас­сов крупности пересчитывают на влажность исходного топлива ­(ГОСТ 2093–82). Если пробу в процессе рассева сокращали, то массу топлива сокращенного класса крупности умножают на коэффициент сокращения.

Правильность ситового анализа контролируют, в первую очередь, сравнивая суммарную массу всех классов крупности с массой пробы, взятой для рассева. Потерю массы пробы при ситовом анализе определяют по разности между массой исходной пробы, отобранной для анализа, и суммой масс всех классов, полученных при анализе. Потеря массы не должна превышать 2% от массы пробы, взятой для анализа. В противном случае результаты анализа бракуют. Величину потери прибавляют к массе самого мелкого из полученных классов крупности.

Кроме выхода отдельных классов, вычисляют суммарный выход классов. Суммарный выход класса на одном из сит примененного комплекта равен сумме выходов на данном сите и на всех верхних (с более крупными ячейками) ситах. Этот расчет аналогичен расчету полного остатка на сите (R) при ситовом анализе угольной пыли (§ 19.4). Суммарный выход на сите может быть также рассчитан вычитанием из 100% суммы выходов на всех нижних по отношению к данному ситах.

По суммарным выходам классов крупности оценивают гранулометрический состав угля. По результатам ситового анализа строят кривую гранулометрического состава пробы в линейной или в логарифмической системах координат. На рис. 20.1 изображена кривая гранулометрического состава в линейной системе координат, приведенная в качестве примера в ГОСТ 2093–82. На рис. 20.2 эта же зависимость представлена в логарифмической системе координат. При правильном проведении ситового анализа кривая гранулометрического состава в логарифмической системе координат представляет собой прямую линию.

Результаты ситового анализа представляют в виде акта испытаний, в который включают выход, суммарный выход и характеристику качества отдельных классов топлива. Результаты ситового анализа, изображенные графически в виде кривых гранулометрического состава (см. рис. 20.1, 20.2), дополняют акт результатов испытаний.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector