Влияние гранулометрического состава на активность ВПЦ и БТЦ
Цемент получают путем размола специально обожженного сырья - клинкера. Как и всякий продукт обжига, прошедший процессы плавления-кристаллизации,
Завод (модификация алита в клинкере) |
Вид и марка цемента |
Удельная поверхность, см2/г |
Содержание в % частиц размером, мкм |
|
Менее 5 мкм |
5-30 мкм |
|||
Здолбуновский (R-C3S) |
БТЦ-500 |
2500-3200 |
12-18 |
40-50 |
БТЦ-550 |
3200-3700 |
15-21 |
45-60 |
|
0БТЦ-550 |
3500-3800 |
18-23 |
50-65 |
|
ВПЦ-600 |
4300-6100 |
25-40 |
55-70 |
|
ВПЦ-600 |
4000-4500 |
21-27 |
58-68 |
|
Новороссийский (M-C3S) |
ВПЦ-550 |
3200-3700 |
17-20 |
40-45 |
0БТЦ-550 |
3800-4000 |
19-23 |
42-55 |
|
ВПЦ-600 |
4500-4700 |
25-28 |
55-60 |
|
Брянский (M-C3S) |
ВПЦ-550 |
3200-3700 |
8-12 |
65-71 |
ВПЦ-600 |
3600-4000 |
18-20 |
54-65 |
|
Вольский (M-C3S) |
ВПЦ-600 |
3900-4230 |
14-23 |
48-65 |
Примечание: Все цементы Здолбуновского завода получены помолом в замкнутом цикле, остальные в открытом ОБТЦ - особобыстротвердеющий цемент R = 20,0 МПа Таблица 8.3.1.2-1 Гранулометрический состав цементов, быстротвердеющего, повышенной прочности и высокопрочных (C3S - 60-65 %, C3A - 3-7 %) |
Цементный клинкер обладает определенной субмикроструктурой. Поэтому гранулометрический состав клинкера после помола в шаровых мельницах в основном зависит от характера его внутренней кристаллической структуры - в процессе помола разрушение в первую очередь идет по наименее прочным ее участкам. Этим положением обусловлен тот факт, что наше влияние на зерновой состав продуктов помола барабанных мельниц с шаровой и цильбепсной загрузкой может быть лишь модифицирующим.
При тонком помоле клинкера нельзя избежать образования мелкой фракции (менее 5 мкм) в количестве 12.5% от половины массы средней фракции (5-30 мкм). При отсутствии сепарации неизбежно останется крупная фракция (более 30 мкм) в количестве 25-50 % от массы средней фракции. В цементах из мелкокристаллических клинкеров при прочих равных условиях крупной фракции содержится в 1,5 раза меньше, чем в цементах из крупнокристаллических клинкеров. Гранулометрический состав высокопрочных цементов (таблица 8.3.1.2-1) отличается повышенным содержанием фракции 5-30 и менее 5 мкм, а быстротвердеющих - фракции менее 5 мкм. Коэффициент линейной корреляции между содержанием фракции менее 5 мкм и прочностью цемента через 1 сутки твердения составляет 0,77 (поэтому эта фракция предпочтительна в БТЦ), а между количеством средней фракции и активностью цемента в 28-суточном возрасте - 0,68.
Меньший размер кристаллических блоков алита по сравнению с белитом является вероятной причиной сосредоточения его в мелких фракциях цемента. Так, при 55 % алита в исходном клинкере и удельной поверхности цемента 3000 см2/г во фракции менее 5 мкм содержится в среднем 60 % алита, а при повышении удельной поверхности цемента до 5000 см2/г - уже 75-80 %. Таким образом, на стадии помола происходит существенное изменение химико-минералогического состава цемента, когда разные фракции цемента состоят из разных, по сути, минералов!
Обеднение средней фракции алитом нельзя признать положительным фактором. Напротив, обогащение мелкой фракции белитом помогло бы активизировать его твердение. Это одна из важнейших проблем технологии цементов. Такое распределение минералов достигается в цементах Белгородского и Бала - клейского заводов (у них во многом схожая сырьевая база) благодаря дендритной структуре белита, «армирующей» промежуточное вещество клинкера и повышающей его хрупкость. Большее количество белита сосредоточивается здесь в мелкой, а алита - в средней фракциях цемента, чем и объясняются хорошо известные строителям положительные свойства цемента этих заводов: быстрое нарастание прочности, в частности, при пропаривании, высокая трещиностой - кость, пониженная усадка и ползучесть.