о возможности применения цемента в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях

цемент, производство, продажа, цена


Статьи с интернет-конференций БГТУ им. В. Г. Шухова


Предложение:  перейти ...
- продам цемент 400 оптом
- цемент оптом, продажа
- продажа цемента 500
- продам цемент, навал
- продажа цемента в мешках
- продам цемент 400, цена...
Спрос:  перейти ...
- куплю цемент 500 в мешках
- срочно куплю цемент, цена
- куплю цемент 400, в таре
- купить цемент в мешках
- нужен цемент оптом
- куплю цемент 500, цена...



Гридчин А.М., д-р техн. наук, проф.,
Шухов В.И. канд. техн. наук, доц.,
Кайдалов О.А., аспирант


Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Плотные и высокоплотные асфальтобетонные смеси, применяемые в верхних слоях покрытий автомобильных дорог и городских улиц, содержат в своем составе минеральный порошок.
Минеральный порошок-материал, получаемый при помоле горных пород или твердых отходов промышленности. Минеральный порошок может быть активированный и неактивированный. Активированный минеральный порошок-материал, получаемый при помоле горных пород или твердых отходов промышленного производства с добавлением активирующих веществ, при помоле битуминозных пород, в том числе и горючих сланцев.
Активирующие вещества - это смесь поверхностно активных веществ (ПАВ) или продуктов, содержащих ПАВ, с битумом, рационально подобранная применительно к химической природе сырья для производства минерального порошка.
В соответствие с ГОСТ Р 52129-2003 {1} порошки минеральные в зависимости от показателей свойств и применяемых исходных материалов подразделяют на марки МП-1(порошки неактивированные и активированные из карбонатных осадочных горных пород и порошки из битуминозных пород) и МП-2 (порошки из некарбонатных горных пород, твердых и порошковых отходов промышленного производства ). Карбонатная порода - осадочная порода состоящая более чем на 50% из одного или нескольких карбонатных минералов, например из известняков (СаСО3), доломитов (СаСО3, MgCO3 с примесями глинистого, железистого, кремнистого и др. веществ) и переходных между ними разновидностями.
Некарбонатная порода - это осадочная или изверженная порода, состоящая более чем на 50% из минералов кремнезема (SiO2), например опок, трепелов, туфов, песчаника, гранитов.
Порошковые отходы промышленного производства - это отходы промышленного производства не требующее измельчения, например золы - уноса и золо - шлаковые смеси тепловых электростанций, пыль уноса цементных заводов, металлургические шлаки и др.
ГОСТ 52129-2003 ограничивает содержание полуторных окислов (Al2O3+Fe2O3) в горных породах и промышленных отходах производства используемых при приготовлении порошков, и в порошковых отходах промышленного производства, используемых в качестве порошка до 7% - для активированных порошков и до 1,7% - для неактивированных порошков. В твердых промышленных отходах производства, используемых для приготовления порошков, и в порошковых промышленных отходах производства, используемых в качестве порошков, ограничивается так же содержание активных CaO+MgO до 3%, водорастворимых соединений до 6%. Эти ограничения, на наш взгляд подлежат уточнению. Так, например, исследованиями Ядыкиной В.В., Высоцкой М.А., доказано, что за счет активного взаимодействия минеральных порошков, содержащих 20-40% оксида кальция с битумом замедляется интенсивность его старения в асфальтобетоне, что способствует повышению долговечности.
В работе Высоцкого А.В. установлено, что содержание оксидов железа в минеральном порошке в количестве 50-80% приводит к повышению коррозионной устойчивости асфальтобетона и к снижению интенсивности старения битума за счет более активного взаимодействия поверхности минерального материала с его компонентами.
Технология приготовления минеральных порошков аналогична технологии помола сухих горных пород и технических каменных материалов, которые широко применяют в цементной, керамической и огнеупорной промышленностях - Во многих случаях приготовление минеральных порошков производят вдали от мест их применения в битумоминеральных и асфальтобетонных смесях, что вызывает необходимость их упаковки в крафт-мешки во избежании значительных потерь от распыла при транспортировании навалом в автомобилях и вагонах. Технология приготовления порошков заимствована из давно известных технологий размола материалов на любых видах мельниц, обеспечивающих заданную техническими условиями тонкость помола и наименьшую стоимость порошка.
Технологические пределы получения минеральных порошков следующие: разработка камня крупных размеров в карьере (взрывом); транспортирование камня к дробильной установке; плинтовка негабаритного камня; грохочение; первичное дробление камня до габаритных размеров; грохочение; вторичное дробление до крупности 15-20 мм; подсушка габаритного камня 15-20 мм до влажности менее 0,5%; помол камня без сепарации или с сепарацией, также без сепарации с обработкой активирующей смесью; хранение минерального порошка и упаковка; транспортирование минерального порошка к месту применения. В данное время порошки приготовляют на шаровых мельницах производительностью 3-10 т/ч, которые широко используются при размоле клинкера портландцемента и др. материалов.
Технология производства минерального порошка довольно энергоемка и трудоемка, поэтому его производство в условиях асфальтобетонных заводах не эффективно.
В Центрально-Черноземном районе (ЦЧР) действуют два мощных цементных завода: ЗАО "Белгородский цемент" и ЗАО "Осколцемент", мощности которых недозагружены из-за недостаточного спроса. Из-за отсутствия карбонатного сырья, сложности технологии производства минерального порошка дорожные организации Белгородской, Курской, Воронежской и других областей ЦЧР и других регионов Росси намерены применять в асфальтобетонных смесях цемент в качестве минерального порошка, что должно обеспечить высокое качество асфальтобетона в верхних слоях покрытий автомобильных дорог и городских улиц, а так же снижение стоимости устройства таких покрытий (за счет снижения транспортных расходов).
При планово-распределительной экономике цемент являлся строго фондируемым материалом (минеральным вяжущим) для приготовления строительных растворов, цементных бетонов, а так же для производства сборных цементобетонных, железобетонных деталей и конструкций. Применение цемента на других работах запрещалось, по этому не велись научно-исследовательские работы по его применению не по назначению.
В рыночной экономике применение цемента на любых видах работ, в том числе и в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях, диктуется получением максимально возможного дохода-прибыли. Однако, применение цемента в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях сдерживается из-за отсутствия нормативных документов. Действующие нормативные документы, регламентирующие качество минерального порошка ГОСТ Р 52129-2003 {1}, качество асфальтобетонных смесей и асфальтобетонов ГОСТ 9128-97 {4} не содержат сведений о возможности применении цемента в качестве минерального порошка.
Портландцемент и шлакопортландцемент общестроительного назначения изготовляют на основе портландцементного клинкера в соответствии с требованиями ГОСТ 101178-85{4}. По вещественному составу цемент подразделяют на портландцемент (без минеральных добавок), портландцемент с минеральными добавками ( с активными минеральными добавками не более 20%), шлакопртландцемнт ( с добавками гранулированного шлака более 20 %). По прочности при сжатии в 28 суточном возрасте цемент подразделяют на марки: портландцемент 400, 500, 550 и 600; шлакопортландцемент 300, 400 и 600.
Для приготовления асфальтобетонных смесей могут быть использованы в качестве минерального порошка цементы с наименьшей активностью, (портландцемент марки не выше 400, шлакортландцемнт марок 300, 400).
Особенности применения цемента в качестве минерального порошка заключается в его минеральном составе, значительно отличающегося от минерального состава порошков из карбонатных горных пород. Минеральный порошок марки МП-1состоит в основном из минералов СаСО3, не вступающих в реакции гидролиза и гидротации .
Образование цементного клинкера происходит в зоне спекания вращающихся печей в интервале температур 1100-1500 градусов. В результате взаимодействия СаО свободных окислов и получение соединений силикатов алюминатов, ферритов кальция с образованием жидкой фазы до 15-30% и главнейших соединений в такой последовательности: 2СаОSiO2 (двухкальциевый силикат С2S), 3СаОAl2O3 (трехкальциевый алюминат С3А), 4СаОAl2OFe2O3 (четырехкальциевый алюмоферрит C4AF) и 3CaOSiO2 (трехкальцевый силикат С3S). В конечном продукте может содержаться небольшое количество (до 1,5%) избыточной свободной CaO или MgO.
В портландцементе содержание клинкерных минералов бывает: трехкальциевого силиката (C3S) 37-60%, двухкальциевого силиката (C2S) 15-37%, трехкальциевого алюмината (C3A) 7-15% и четырехкальциевого алюмоферрита (C4AF) 10-18%. Для замедления реакции схватывания цементного теста в результате образования гидросульфоалюмината кальция в цементный клинкер при помоле вводят до 3 % гипса (CaSO4 2H2O).
При взаимодействии цемента с водой возникают процессы гидратации (реакция, протекающая с присоединении воды) и гидролиза ( реакции без распада вещества или с распадом его и образованием новых соединений).
Эти сложные процессы в общих чертах могут быть отнесены к следующим реакциям главнейших минералов. В процессе взаимодействия с водой трехкальциевого силиката происходит гидролитическая диссоциация по реакции: 3CaOSiO2+nH2O --2CaOSiO2 nH2O+Ca(OH)2.
Двухкальцевый силикат при взаимодействии с ограниченным количеством воды гидратируется по следующиму уравнению: 2СaOSiO2+nH2O - 2CaO SiO2 nH2O.
Трехкальциевый алюминат весьма быстро присоединяет воду по уравнению: 3CaOAl2O3+H2O - 3 CaOAl2O3 6H2O.
Поскольку в цементной смеси имеется гипс последний вступает в реакцию с гидротрехкальцеевым алюминатом, образуя труднорастворимое новообразование - гидросульфоалюминат кальция по следующему уравнению:
3CaOAl2O3 6H2O+3(CaSO4 2H2O)+19H2O - 3CaOAl2O3 3CaSO4 31H2O.
Четырехкальциевый алюмоферрит при взаимодействии с водой образует: 4CaOAl2O3Fe2O3+nH2O - 3CaOAl2O3 6H2O+CaOFe2O3 nH2O.
Таким образом, в асфальтобетоне с применением цемента в качестве минерального порошка, несмотря на наличие на их поверхностях структурированных пленок битума, при увлажнении могут происходить в какой-то мере реакции гидролиза и гидротации клинкерных минералов с образованием указанных новообразований. Исследование возможности протекания реакций гидролиза и гидротации клинкерных минералов в водонасыщенном асфальтобетоне, химического взаимодействия компонентов битума с цементом не проводились.
Для выяснения вопроса о возможности применения цемента в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях необходимо провести комплексное исследование по решению следующих задач:
-изучение процессов взаимодействия портландцемента и шлакопортландцемента с компонентами битума и свойств асфальтовяжущего на их основе;
-обоснование оптимальной добавки цемента в минеральном порошке при его частичной замене;
-разработка рациональных составов асфальтобетонных смесей с применением цемента в качестве минерального порошка и с использованием минерального порошка с оптимальной добавкой цемента для устройства верхних слоев покрытий автомобильных дорог;
-исследование физико-механических характеристик, долговечности и коррозионной стойкости полученного асфальтобетона;
-подготовка нормативно-технической документации для внедрения в производство результатов работы;
-апробация результатов теоретических и лабораторных исследований в промышленных условиях.

Литература
1. ГОСТ Р 52129-2003. "Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия". - М., 2003. - 12с.
2. Высоцкая М.А. Асфальтобетон с применением известьсодержащих минеральных порошков. Автореферат на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Белгород, 2004. - 22с.
3. Высоцкий А.В. Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА. Автореферат на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Белгород, 2004. - 23с.
4. ГОСТ 9128-97. "Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия". - М., 1997. - 13с.

http://conf.bstu.ru/conf/docs/0029/0580.doc

Дополнительно: 
Администрация портала не несет ответственности за содержание информации и рекламы оставленной третьими лицами. При использовании информации, активная ссылка на RuCEM.RU обязательна 18+
Cвидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-34787 | г. Москва
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика