Производство сульфатостойкого портландцемента

        В зоне экзотермических реакций обжигаемая масса, передвигаясь, быстро нагревается от 1100⁰ до 1300⁰С, при этом образуется более основные соединения: C₃A; C₄AF, но часть оксида кальция еще остается в свободном виде. Обжигаемый материал агрегируется в гранулы.

        В зоне спекания при 1300-1450⁰С обжигаемая смесь частично расплавляется. В расплав переходят C₃A, C₄AF, MgO и все легкоплавкие примеси сырьевой смеси. По мере появления расплава в нем растворяются C₂S и СаО и, вступая во взаимодействие, друг с другом образуют основной минерал клинкера – трехкальциевый силикат (C₃S), который плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из расплава в виде мелких кристаллов, а обжигаемый материал спекается в кусочки размером 4-25 мм, называемые клинкером.

        В зоне охлаждения (заключительная стадия обжига) температура клинкера понижается с 1300⁰ до1000⁰С, происходит окончательная фиксация его структуры и состава включающего C₃S; C₂S; C₃A; C₄AF, стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

        По выходе из печи клинкер необходимо быстро охладить в специальных колосниковых холодильниках, чтобы предотвратить образование в нем крупных кристаллов и сохранить в некристаллизированном виде стекловидную фазу [6].   
 

3.4 Методы контроля  сырья, технологического  процесса и качества  вяжущего 

        Получать любой продукт, в том  числе и цемент, на современных  заводах можно только при строгом  соблюдении всех технологических  требований и правил и осуществления  производственного цикла при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеет контроль производства, в процессе которого:

1. определяют качество исходных материалов и соответствие их свойств требованиям норм и технических условий;
2. выявляют свойства материалов и полуфабрикатов на всех стадиях производства и устанавливают их соответствие тем показателям, которые обеспечивают получение продукции требуемого качества;
3. наблюдают за работой приборов и установок в заданных оптимальных режимах, обеспечивающих качественную переработку материалов при наилучших ТЭП;
4. определяют свойства цемента и их соответствование требованиям стандарта.

        Контролировать производство нужно  систематически на всех стадиях  с помощью современных методов и приборов, обеспечивающих точность и возможность автоматизации контрольных операций. Быстрое вмешательство в ход производственных процессов позволяет устранить отклонения от заданных режимов и параметров и оптимизировать их.

        Действенность производственного контроля зависит:

1. от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических размеров (температура, влажность и т.д.);
2. от соответствия свойств пробы свойствам материала;
3. от периодичности отбора материала для проб, их величины.

        В настоящее время созданы  способы автоматического отбора  проб материалов в процессе  их переработки. 

        При этом частота операций  отбора проб и величина последних  зависят от степени однородности  материалов, величины потока, гранулометрии и других условий.

        Исходные материалы контролируют  по химическому составу, содержанию  CaCO₃ (титр) в известняковом компоненте, влажности сырья.

        В сырьевом отделении проверяют  состав смесей, тонкость их измельчения,  влажность, текучесть и однородность титра. При производстве цемента становится обычным также контроль содержания в сырьевых смесях CaO; SiO₂; Al₂O₃ и Fe₂O₃.

        Качество клинкера определяют  часто по его объемной массе,  которая при правильном составе  сырьевой смеси и надлежащем обжиге во вращающейся печи колеблется обычно в пределах 15,5-16,5 г/м³. Определяют также количество свободной окиси кальция, которое не должно превышать 1% для обычного клинкера и 0,2-0,3% для быстротвердеющего.

        Контроль при помоле клинкера  с добавками сводится к проверке весового соотношения между клинкером, гипсом и другими компонентами, соответствия степени измельчения цемента нормативам, к контролю температуры клинкера и получаемого продукта и к другим          определениям [5].

      По  межгосударственному стандарту ГОСТ 30515-97:

    Отбор проб для производственного контроля осуществляют в соответствии с технологической  документацией изготовителя.

    Отбор проб для контроля качества цемента  третьей стороной в целях инспекционных, сертификационных и других видов испытаний осуществляют только от партии (части партии), принятой службой технического контроля изготовителя.

    Результаты  испытаний пробы, отобранной в соответствии с требованиями настоящего стандарта, распространяются только на ту партию (часть партии) цемента, от которой отобрана проба.

    Для контроля качества цемента составляют одну объединенную пробу из точечных проб, отобранных от каждой контролируемой партии (части партии).

    Не  допускается составлять объединенную пробу из цемента разных партий.

    Для отбора проб, смешивания точечных проб и разделения объединенной пробы  на части (лабораторные пробы) применяют  оборудование и приспособления, изготовленные  из материалов, не реагирующих с  цементом.

    Не  допускается применение оборудования и приспособлений из алюминиевых или оцинкованных материалов. Приспособления должны быть в сухом, чистом виде.

    При необходимости применяемое оборудование и места отбора проб должны быть согласованы заинтересованными  сторонами до начала отбора проб.

    Для отбора проб цемента из емкостей, транспортных средств или упаковки применяемое оборудование и приспособления любой конструкции должны обеспечивать:

  -отбор  проб на заданной глубине слоя  цемента или в заданном месте  упаковки;

  -защиту  отобранной пробы от смешивания  с цементом вышележащих слоев при ее извлечении из емкости или упаковки.

     Для отбора проб цемента из трубопроводов  применяемые пробоотборники любой  конструкции должны обеспечивать:

  -отбор  проб равными частями через  равные промежутки времени или  другие интервалы, установленные технологической документацией, в течение всего срока заполнения или разгрузки емкости или транспортного средства;

  -отбор  проб по всему сечению трубопровода  либо в том месте, где достигается  однородность потока по сечению.

     Не  допускается устанавливать пробоотборники в местах перегиба трубопроводов, а также вблизи мест сброса материала из аспирационных устройств.

     Для смешивания точечных и разделения на части объединенной пробы применяют  любое оборудование или приспособление, а также процедуры, обеспечивающие однородность материала в объединенной пробе или ее частях.

     Проверку  однородности материала в пробе  и по сечению трубопровода осуществляют следующим образом. Из двух противоположных  четвертей объединенной пробы, разделенной  методом квартования, или из каждой лабораторной пробы, полученной разделением объединенной пробы, или одновременно в двух местах на противоположных концах диаметра в сечении трубопровода отбирают навески цемента массой около 100 г каждая, которые подвергают химическому анализу для определения содержания оксидов кальция, кремния и серы (VI). Пробу признают однородной, если расхождение между результатами химического анализа двух навесок не превышает величину максимальной ошибки воспроизводимости по         ГОСТ 5382 по каждому из определяемых показателей. При получении неудовлетворительного результата следует откорректировать процедуру отбора проб до получения однородной пробы.

     Проверку  однородности цемента по сечению  трубопровода осуществляют один раз  при выборе места для установки  пробоотборника.

     Проверку  однородности объединенной или лабораторной пробы изготовитель должен осуществлять по мере необходимости, но не реже одного раза в месяц.

     При отборе проб для целей проверки качества, инспекционных, сертификационных или  других испытаний проверку однородности материала в пробах не осуществляют, если этого не требует одна из сторон, участвующих в отборе пробы.

     Отбор проб цемента, упакованного в мешки, мягкие контейнеры или другую тару, а также из специализированных транспортных средств при перевозке цемента без упаковки производят следующим образом. Методом случайного отбора выбирают не менее пяти единиц упаковок или транспортных средств и из каждой отбирают по одной точечной пробе.

     В случае, если контролируемая масса  цемента состоит из пяти или менее единиц упаковок или специализированных транспортных средств, пробу примерно одинаковой массы берут от каждой из них.

     Из  мешков, мягких контейнеров или другой тары пробу берут с глубины  не менее 15 см.

     Из  специализированных транспортных средств  при перевозке цемента без упаковки отбор проб производят из потока цемента при его погрузке или разгрузке. Отбор проб может быть также осуществлен через верхний люк с глубины не менее 15 см.

     При формировании партии в потоке отбор  проб цемента производят от каждой цементной мельницы, работающей в один силос при его наполнении через равные промежутки времени, установленные технологической документацией изготовителя, но не менее пяти раз за время наполнения силоса.

     Массу точечных проб определяют таким образом, чтобы масса объединенной пробы, составленной из них, была не менее 20 кг при проверке качества цемента изготовителем, потребителем и органами надзора, и не менее 30 кг при проверке качества цемента в случае предъявления претензий потребителем.

     Для приготовления объединенной пробы все точечные пробы, отобранные из одной партии (части партии), соединяют и тщательно перемешивают ручным или механическим способом.

     Лабораторные  пробы могут быть получены с использованием любых типов делителей проб или  следующим образом. Объединенную пробу высыпают на ровную, сухую и чистую поверхность, разравнивают и делят на четыре части взаимно перпендикулярными линиями, проходящими через центр. Последовательно из каждой четверти отбирают совком некоторое количество цемента в емкости для лабораторных проб. Эту процедуру проводят до тех пор, пока в каждой емкости не наберется около 8 кг цемента.

     При контроле качества цемента изготовителем  из объединенной пробы получают две  лабораторные пробы. Одна предназначается  для испытаний в лаборатории изготовителя, а вторая хранится у него в течение гарантийного срока на случай необходимости проведения повторных испытаний.

     При контроле качества цемента потребителем или органами надзора из объединенной пробы получают две лабораторные пробы. Одну пробу направляют в испытательную лабораторию третьей стороны, другая остается у потребителя или изготовителя.

     При контроле качества цемента в случае предъявления потребителем претензий  из объединенной пробы получают три  лабораторные пробы. Одну пробу направляют в испытательную лабораторию третьей стороны и по одной пробе-изготовителю и потребителю.

    Каждая  лабораторная проба, должна быть упакована  в течение трех рабочих дней, не считая дня отбора, направлена в  соответствующую лабораторию для  испытаний.

    При контроле качества цемента потребителем, органами надзора и в случае предъявления потребителем претензий контрольные испытания цемента следует проводить в испытательных лабораториях, аккредитованных для проведения сертификационных испытаний цемента, и других организациях, уполномоченных для этих целей органом государственного управления строительством.