Цементный клинкер что это такое

13.01.202323.02.2023 admin 0 Comments

Цементный клинкер

Клинкер (в цементной промышленности) — промежуточный продукт при производстве цемента.

Содержание

Производство цемента

При нагревании извести и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры 1450°С, происходит частичное плавление, и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса и тонко перемалывают. Гипс управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67 % СаО, 22 % SiO₂, 5 % Аl₂О₃, 3 % Fе₂O₃ и 3 % других компонентов.

Четыре главные фазы клинкера

Белит

Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15-30 %. Это двукальциевый силикат 2СаOSiО₂ (C₂S), модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки. Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

Алюминатная фаза

Ферритная фаза

Ферритная фаза составляет 5-15 % обычного цементного клинкера. Это — четырехкальциевый алюмоферрит Ca₂AlFeО₅, состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в более поздние сроки.

В клинкере обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция.

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Цементный клинкер» в других словарях:

цементный клинкер — (клинкер) продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко или низкоосновные алюминаты кальция. (Смотри: ГОСТ 30515 97. Цементы. Общие… … Строительный словарь

цементный клинкер — cemento klinkeris statusas T sritis chemija apibrėžtis Iki sukepimo išdegtas cemento žaliavų mišinys. atitikmenys: angl. cement clinker rus. цементный клинкер … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Цементный клинкер — Продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко или низкоосновные алюминаты кальция … Словарь строителя

Клинкер — (цементный клинкер) – продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко – или низкоосновные алюминаты кальция. [ГОСТ 30515 97] Клинкер –… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Цементный — Цементный топоним. Цементный посёлок, административно подчинённый городу Магнитогорск (Челябинская область). Цементный село в Саратовской области. Цементный село в Карачаево Черкесии. Цементный посёлок в Невьянском… … Википедия

ЦЕМЕНТНЫЙ — ЦЕМЕНТНЫЙ, цементная, цементное. 1. прил. к цемент в 1 знач. Цементный завод. Цементная промышленность. Цементная печь (печь для изготовления цементного клинкера). 2. Сделанный, состоящий из цемента. Цементная модель. Цементное основание.… … Толковый словарь Ушакова

Клинкер — Продукт равномерного обжига измельченной сырьевой смеси (известняка и глины). Используется при производстве цемента. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов 1. применяемый для производства цемента спёкшийся продукт обжига сырьевой… … Строительный словарь

Клинкер цементный — –материал в виде кусков, получаемый путем обжига до спекания смеси природных глин, с преобладаниемсиликатов кальция. Применяют для изготовления портландцемента. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Клинкер цементный – продукт,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

КЛИНКЕР — (нем. Klinker) 1) металлургический твердый спеченный остаток после вельцевания. Клинкер перерабатывают для извлечения из него меди, серебра и других элементов;2) цементный полупродукт, получаемый (в виде гранул) при обжиге тонкоизмельченной смеси … Большой Энциклопедический словарь

КЛИНКЕР — (1) металлургический тугоплавкая спёкшаяся масса, получаемая в остатке при переработке руд и концентратов цинка, свинца, олова в трубчатых вращающихся печах; является сырьём для дальнейшей металлургической обработки цветных металлов; (2) К.… … Большая политехническая энциклопедия

Источник

Цементный клинкер. Производство и применение. Особенности

Цементный клинкер – промежуточный продукт, представляющий собой серые гранулы фракцией 3-25 мм, применяемый при производстве цемента. Материал получают методом сложного обжига приготовленной смеси на основе известняка и нескольких видов специализированной глины. Гранулы цементного клинкера измельчаются, и применяются для получения цемента. Для этого в растертый порошок включается гипс и прочие модифицирующие добавки. Химически материал представляет собой сложную смесь из силикатов, алюмината и алюмоферрита кальция.

Как производят цементный клинкер

Производство цементного клинкера налажено вблизи месторождений применяемого сырья. Это в первую очередь глина и известняк. Компоненты для производства добываются открытым карьерным способом. Получение цементного клинкера является энергозатратным, так как подразумевает продолжительный обжиг сырья при температуре выше +1000°С.

Изначально его производство в упрощенном составе наладили голландские строители. Они обжигали смесь из нескольких видов глины для получения материала, который по прочности не уступает натуральному камню. Современная технология более доработана. В лабораториях производителей сделан расчет пропорции компонентов, при которой материал приобретает наиболее высокие качества с их оптимальным балансом, отталкиваясь от чистоты добываемого в карьерах известняка.

Цементный клинкер разных производителей существенно отличается между собой по качествам, так как на конечные свойства продукта влияет много факторов. Это в первую очередь:

Современные производства при получении цементного клинкера применяют 2 технологии обжига:

При мокром обжиге происходит нагрев размоченного сырья. Помещаемую в печь смесь включается не только несколько типов глины и известняк, но и сода, торфяная вытяжка, жидкое стекло. Это позволяет корректировать производимый внутри химический процесс, давая на выходе качественный чистый продукт. Во время обжига из шлама происходит интенсивное отделение углекислоты. В итоге масса разбивается на комки в виде шариков, которые спекаются и при остывании получают форму гранул. В дальнейшем они измельчаются в порошок, и добавляются при производстве цемента.

Вообще мокрая технология позволяет получать качественный чистый продукт, но она в то же время повышает стоимость производства, так как растягивает его во времени. Компоненты, а именно известняк и глина, смешиваются и размягчаются в воде. В итоге получается шлам, который нужно предварительно отстоять, чтобы убрать примеси. Они осаждаются на дно.

При сухом способе получения цементного клинкера вода не добавляется. Компоненты высушиваются и обжигаются в печи. В итоге получается фракция в виде крупнозернистого порошка либо комков, которые также в дальнейшем измельчаются в мелкий порошок для производства цемента. Перед окончательной фазой обжига шлам нужно осушить, понизив его влажность. Это делается постепенно в специальных барабанных печах. Их длина на большинстве производств примерно равна 200 м.

То, какой по качеству получиться цементный клинкер в первую очередь зависит от состава месторождений, из которых добывается сырье для производства. Однако технология обжига весьма специфическая. Нельзя утверждать, что если определенный производитель применит более химически современное сырье, то его клинкер будет лучше остальных. Очень большое значение имеет стадия охлаждения обожженных гранул. Они извлекаются из печи, после их температуру нужно очень быстро снизить. Если это сделать медленно, то в гранулах выстроятся крупные кристаллы. Это не позволит получить при дроблении качественное связующее вещество.

Быстро охлажденный цементный клинкер состоит из аморфных частиц с мелкими кристаллами. Из него получается более активный цемент. Стоит отметить, что с точки зрения экологической безопасности получение цементного клинкера считается достаточно вредным. Это конечно не сопровождается выбросом токсичных загрязняющих воду, грунт компонентов. Было подсчитано, что 8% углекислого газа, производимого промышленностью, припадает именно на предприятия, которые обжигают клинкер. Это очень ощутимый негативный вклад в глобальное потепление.

Применение клинкера для производства цемента

Чтобы получить из цементного клинкера цемент, его необходимо измельчить. Для этого он перетирается в мелкий порошок. От величины фракции зависит марка конечного продукта. Чем мельче зерна, тем лучшую связующую способность они имеют. Но излишние мелкие песчинки слишком легкие, поэтому в водном растворе могут всплывать. В итоге бетоны, приготовленные из такого цемента, будут прочнее вверху, и ослабленные внизу, где концентрация клинкерного порошка меньше.

Чтобы получить цемент, в измельченный клинкерный порошок включается гипс в количестве 2-2,5%. Он является регулятором схватывания раствора Его присутствие повышает удобство работы. При этом включение в цемент большего количества гипса и меньшего клинкера приводит к потере прочности. Гипс имеет менее надежную связующую способность.

На основе цементного клинкера производится несколько разновидностей цемента:

Портландцемент представляет собой смесь клинкерного порошка с добавлением мелкой фракции доменного шлака, ракушечника. Последние выполняют роль наполнителя, модифицирующего схватывание. Портландцемент является прочным связующим компонентом для замешивания бетонов. Это один и основных строительных материалов на рынке.

Романцемент получают из клинкера, который образовался в результате обжига известняков. Это менее прочное связующее. Его целесообразно применять при производстве стеновых блоков, панелей, а также бетонов низких марок.

Состав цементного клинкера

Готовый цементный клинкер может содержать 4 основных компонента в разных пропорциях. Это:

Алит и белит наиболее концентрированная составляющая любого цементного клинкера Содержание самого алита может составлять 45-60%. Количество белита редко превышает 20-30%.

Перечисленные компоненты являются крайне важными и обязательными в составе цементного клинкера. Именно они и наделяют конечный продукт цемент теми качествами, за которые он и ценится. При этом соотношение данных вещество должно быть строго определенным. Переизбыток любого из них вызывает дисбаланс качеств. В итоге бетоны и растворы из такого цемента могут затвердевать намного быстрее, чем это удобно, либо делают это очень медленно. Они могут недобирать прочность, или наоборот разрывается от повышенной скрепляемости.

Алит в составе цементного клинкера обеспечивает быструю реакцию с водой. Именно этот материал провоцирует реакцию в цементном растворе. Он вызывает его отвердевание в быстрые сроки. Это благодаря ему, бетоны набирают прочность за 28 дней, а не за больший период.

Белит второй по объему компонент в цементном клинкере. Он не реагирует с водой, потому затвердевание бетона не его заслуга. Этот компонент продолжает работать уже после набора прочности после 28 дней. Он набирает окончательную твердость на уровне алита только спустя 12 месяцев. Это очень медленно, учитывая что у алита это всего 28 дней. Таким образом, становится понятным, что бетоны спустя месяц после заливки менее прочные, чем через 1 год.

Свойства материала

Клинкер является уникальным связующим материалом, состоящим из смеси сложных минеральных соединений. В зависти от баланса между ними качества материала могут отличаться в ту или иную сторону.

Характеризуя основные свойства цементного клинкера, можно отметить:

Измельченный в порошок клинкер быстро поглощает воду в больших количествах. Это вполне понятно, так как материал является гидравлическим вяжущим. За счет соединения с водой он и приобретает начальную прочность, за что отвечает присутствующий в его составе алит.

Цементный клинкер практически полностью состоит из силикатов. По этой причине он и является настолько тяжелым, особенно в порошковом виде. Именно этот материал и обеспечивает столь большую массу цемента, и вообще бетонных изделий в целом.

При контакте с водой материал быстро начинает схватываться. Это происходит только с порошком. В виде гранул он скрепляющий способностью не обладает. Гипс включается в состав цементов на основе цементного клинкера только для коррекции скорости схватывания. Без него раствор будет затвердевать куда быстрее. Во многих случаях это неудобно, так как не позволяет его выработать в полном приготовленном объеме. Когда клинкер применяется для изготовления различных клеевых смесей, типа клея для плитки или других отделочных материалов, то гипс обычно не добавляется. Именно поэтому плиточный клей так быстро застывает, и не дает плитке сползать.

В то же время цементный клинкер имеет меньшую морозостойкость, чем приготовленный из него цемент. Он впитывает воду, поэтому при ее замерзании начинает разрушаться. Это свойство компенсируется добавлением в составы материалов на основе клинкера корректирующих добавок. Они могут закрывать поры, препятствуя тем самым впитыванию воды.

Источник

Прочный цементный клинкер

Цементный клинкер является промежуточным продуктом, образующимся при нагревании смеси глины и известняка (соотношение этих компонентов 1:3 или 1:4) или других веществ, имеющих сходный состав. Реакция идет при температуре 1450 °C, причем смесь частично плавится, а затем образуются гранулы. Этот процесс впервые описал французский ученый Луи Вика в начале 19 века (1817 год).

Клинкер — промежуточный продукт при изготовлении цемента.

Производство цемента

Полученные после нагревания исходных материалов гранулы применяются для получения цемента. Для этого их смешивают с некоторым количеством гипса (примерно 5%), а затем полученную массу перемалывают в порошок. Точное соотношение компонентов зависти от процентного содержания SO3 в гранулах.

Добавление гипса позволяет управлять скоростью схватывания смеси. Иногда этот материал заменяют другими видами кальциевого сульфата.

При перемалывании исходных компонентов в порошок добавляют другие вещества. Их выбирают в зависимости от требуемых технических характеристик конечного продукта. Что такое клинкер цементный, можно понять, если рассмотреть его типичный состав.

В гранулы входят следующие химические соединения:

Количество других присадок колеблется в пределах 3-6%.

Четыре главные фазы клинкера

Для получения высокого качества цемента клинкер должен состоять из 4 компонентов, которые войдут в гранулы в нужном процентном количестве.

Соотношение минералов при производстве клинкера.

Наиболее важным компонентом является силикат, состоящий из тройного количества оксида кальция, смешанного с диоксидом кремния. Его процентное содержание в клинкере колеблется в пределах 52-68%. Силикат отличается от подобных ему составов за счет введения в кристаллическую решетку ионов магния, алюминия и железа.

Главное свойство алита — быстрая реакция с водой. Это свойство позволяет резко увеличить прочность цементной смеси на всех ее фазах. Наиболее важный вклад алит вносит при получении 28-суточной прочности образующегося продукта.