• А
  • Б
  • В
  • Г
  • Д
  • Е
  • Ж
  • З
  • И
  • Й
  • К
  • Л
  • М
  • Н
  • О
  • П
  • Р
  • С
  • Т
  • У
  • Ф
  • Х
  • Ц
  • Ч
  • Ш
  • Щ
  • Ф
  • Э
  • Ю
  • Я
  • Цементация (в цветной металлургии)

    Цементация в цветной металлургии, гидрометаллургический процесс, основанный на вытеснении более электроположительных металлов из растворов их соединений менее электроположительными металлами…



    Цементация стали

    Цементация стали, разновидность химико-термической обработки, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя изделий из низкоуглеродистой стали (0,1-0,2% С) углеродом при нагреве в…



    Цементит

    Цементит, карбид железа Fe3C, фазовая и структурная составляющая железоуглеродистых сплавов. Ц. имеет орторомбическую кристаллическую решётку, очень твёрд и хрупок, слабо магнитен до 210 °С. Ц. -…



    Цемент (костная ткань зубов)

    Цемент зубной, специфическая костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба млекопитающих и человека. Служит для плотного закрепления зуба в костной альвеоле. Подобно другим структурам, содержащим…



    Цементная промышленность

    Цементная промышленность, одна из ведущих отраслей промышленности строительных материалов, производящая различные виды цемента; портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент…



    Цемент (неорганич. вяжущие материалы)

    Цемент (нем. Zement, от лат. caementum — щебень, битый камень), собирательное название искусственных неорганических порошкообразных вяжущих материалов, преимущественно гидравлических, обладающих способностью при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или др. жидкостями образовывать пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело; один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, гидроизоляции и др.

    В общем понимании этого термина Ц. известен с древнейших времён. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся древними египтянами и греками при возведении монументальных сооружений, частично сохранившихся до наших дней. Позднее в качестве вяжущих использовались известковые растворы с добавкой измельченных вулканических пород (в Древнем Риме) или слабообожжённого кирпича-цемянки (в Киевской Руси), придававших им способность твердеть в воде. В 1796 Дж. Паркером был получен патент на гидравлическое вяжущее — романцемент — измельченный продукт обжига природных мергелей. В 1824 Дж. Аспдин в Англии и в 1825 Е. Г. Челиев в России независимо друг от друга создали портландцемент, получаемый обжигом до спекания искусственной смеси известняка и глины, взятых в определённых пропорциях.

    Большое значение в развитии теории и практики цементного производства в России имели труды А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбского, И. Г. Малюги, Н. Н. Лямина, В. И. Чарномского. В результате их работ были созданы высококачественные отечественные Ц., почти полностью вытеснившие из строительной практики Ц. иностранного производства. Однако в дореволюционной России количество цементных заводов, их мощность и технический уровень были недостаточными. Единственным научным учреждением, занимавшимся исследованиями по Ц., была механическая лаборатория Петербургского института инженерных путей сообщения.

    Октябрьская революция 1917 открыла широкие возможности для развития цементной промышленности и науки о Ц. Трудами советских учёных А. А. Байкова, В. А. Кинда, В. Н. Юнга, П. П. Будникова, П. А. Ребиндера, Н. Я. Торопова, Ю. М. Бутта, А. В. Волженского и др, были созданы современные основы физикохимии. Ц., разработана теория его твердения, усовершенствована технология цементного производства, созданы новые высокоэффективные виды Ц. с особыми свойствами, удовлетворяющими потребности различных отраслей народного хозяйства. В СССР научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, связанные с развитием цементной промышленности и повышением её технического уровня, осуществляются рядом специализированных институтов (НИИЦемент, Гипроцемент, НИИЦеммаш и др.), а также кафедрами некоторых вузов.

    Современный процесс производства Ц. включает: добычу цементного сырья природного или использование в качестве такового некоторых промышленных отходов (металлургических шлаков, зол ТЭС, вскрышных пород и т.п.); дробление и тонкое его измельчение; приготовление однородной сырьевой смеси заданного состава; обжиг её до спекания при температуре 1450—1550 °С; измельчение полученного клинкера в тонкий порошок вместе с небольшим количеством гипса и активных минеральных добавок или др. веществ, придающих Ц. нужные качества. В зависимости от способа приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбинированный способы производства Ц. Выбор способа обусловлен главным образом технико-экономическими показателями: возможной степенью концентрации производства, расходом топлива и электроэнергии, трудовыми затратами.

    При сухом способе производства Ц. сырьевые материалы (известняк и глина) в процессе измельчения и помола в мельницах высушиваются и превращаются в сырьевую муку, состав которой корректируется в соответствии с заданным, после чего мука поступает на обжиг. Современные вращающиеся печи для обжига клинкера, как правило, оборудованы запечными теплообменниками, в которых осуществляется подогрев и частичная декарбонизация сырьевой смеси. Расход тепла на обжиг клинкера составляет 750—850 ккал/кг клинкера. При мокром способе размол сырьевых компонентов осуществляется в мельницах в присутствии воды, которая играет роль понизителя твёрдости, интенсифицирует процесс помола и снижает удельный расход энергии на помол. Полученная сметанообразная масса (шлам) корректируется до заданного состава и направляется на обжиг. За счёт испарения воды шлама в печи расход тепла на обжиг увеличивается н в зависимости от размера и конструкции печи составляет 5,45—6,7 Мдж/кг (1300—1600 ккал/кг) клинкера. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по схеме мокрого способа, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется (обычно в виде гранул) и поступает на обжиг. Расход тепла при этом составляет около 4,19 Мдж/кг (1000 ккал/кг) клинкера.

    Необходимые свойства Ц. достигаются правильным проектированием сырьевой смеси и получением в процессе производства Ц. нужного состава — химического, минералогического, гранулометрического и вещественного (под минералогическим составом Ц. понимается качественный и количественный перечень минералов, входящих в состав клинкера; под вещественным составом — качественный и количественный перечень веществ, входящих в состав готового Ц.). Правильное проектирование сырьевой смеси — одно из важнейших условий, обеспечивающих нормальное протекание и полное завершение процессов клинкерообразования при обжиге и высокие экономические показатели производства. Контроль качества готового Ц. осуществляется на основе требований соответствующих ГОСТов. Стандартизованы также методы физико-механических испытаний при определении свойств Ц.

    По прочности Ц. делится на марки. Марка Ц. определяется пределом прочности при изгибе образцов-призм размером 40´40´160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементного раствора состава 1: 3 (по массе) с нормальным (кварцевым) песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Для специального Ц. возможно изменение состава и методов изготовления и хранения образцов.

    О составе, особых свойствах и областях применения главнейших видов Ц., выпускаемых в СССР, см. табл. За рубежом выпускаются примерно такие же, как и в СССР, виды Ц. По своим техническим качествам Ц. сов. производства принадлежат к числу лучших Ц. в мире.

    Главнейшие виды цементов, выпускаемых в ССР

    Название

    Вещественный состав цемента

    % по массе)

    Минералоги-

    ческий состав клинкера

    % по массе)

    Марка цемента

    Особые свойства

    Основные области применения

     

    Портланд-

    цемент

    Портландцемент- ный клинкер (85); гипс (1,5-3,5) по SO3; активная минеральная добавка (до 15)

    3CaO·SiO2(37—72); 2CaO·SiO2(6—47); 3СаО·Al2O3 (2—20); 4СаО·Al2O3·Fe2O3 (2—19)

    300, 400, 500, 600

    Монолитный бетон гражданских и промышленных зданий и сооружений, сборные железобетонные конструкции, дорожное строительство, наружные части гидротехнических сооружений, строительные растворы

     

    Быстротвер- деющий портландце- мент

    Портландцемент- ный клинкер (90); гипс (1,5—3,5) по SO3; активная минеральная добавка (до 10)

    3CaO·SiO2 + +3СаО·Al2O3

    (до65); 2CaO·SiO2 + 4CaO·Al2O3·

    Fe2O3 (33)

    Не ниже 400; через 3 сут прочность не менее: 4 Мн/м2

    (при изгибе),

    25 Мн/м2 (при сжатии)

    Более быстрое твердение и более тонкий помол, чем у обычного портландце-

    мента

    Сборные железобетонные конструкции, скоростное строительство

    Сульфато- стойкий портландце- мент

    Портландцемент- ный

    клинкер (100); гипс

    (до 3,5) по SO3

    3СаО·SiO2 (до 50);

    3CaO·Al2O3 (до 5);

    3СаО·Al2O3 +

    + 4СаО·Al2O3Fe2O3

    (до 22)

    400

    Повышенная стойкость к сульфатной

    агрессии, повышенная

    морозостой- кость

    Для сооружений, находящихся в условиях сульфатной агрессии и в условиях переменного

    замораживания и оттаивания

    или увлажнения и высыхания

    Пластифици- рованный портландце-

    мент

    Портландцемент

    с пластифицирую- щей

    добавкой (0,15—0,25)

    Тот же, что у портландце- мента

    300, 400, 500

    Повышенные пластичность и морозостой- кость

    Те же, что и обычного портландцемента; для экономии цемента или бетонной смеси; для

    повышения морозостойкости бетона

    Гидрофобный

    портландце- мент

    Портландцемент

    с гидрофобной добавкой (0,06—0,3)

    300, 400

    Длительное сохранение активности, повышенные пластичность и морозостой- кость

    Те же, что и обычного и пластифицированного портландцементов и в тех случаях, когда

    необходимо длительное хранение цемента

    Тампонажный

    портландцемент:

    а) для "холодных"

    скважин; б) для "горячих" скважин

    Портландцементный

    клинкер; допускается введение: а) активных

    (до 15%) или инертных

    (до 10%) минеральных

    добавок; б) шлака (до

    15%) или песка (до

    10%)

    Быстрое твердение

    и медленное схватывание

    Тампонирование нефтяных и газовых скважин

    Декоративные

    Портландце- менты (белый и цветные)

    Белый портландцемент- ный клинкер (80—84); диатомит (6); инертная минеральная добавка (10) или минеральный пигмент (15)

    4СаО·Al2O3·Fe2O3

    (до 2)

    300, 400, 500

    Белый цемент по степени белизны делится на 3 сорта, цветные цементы имеют различную окраску

    Отделка зданий и сооружений, скульптурные и покрасочные работы

    Сульфато- стойкий пуццолановый портландце-

    мент

    Портландцемент-

    ный клинкер (60); добавки

    вулканического (25—40) или осадочного (20—30) происхождения; гипс (до 3,5) по SO3

    3СаО·Al2O3

    (до 8)

    200, 300, 400

    Повышенная стойкость к сульфатной агрессии

    Подводные и подземные сооружения в условиях постоянного воздействия агрессивных (сульфатных) вод

    Шлакопорт- ландцемент

    Портландцемент- ный клинкер (40—70); доменный гранулированный шлак (30—60); гипс (до 3,5) по SO3

    Тот же, что у портландце-

    мента

    300, 400, 500

    Замедленный рост прочности в начале период твердения, пониженные морозостой- кость и тепловыделе- ние, повышенная сульфатостой- кость

    Те же, что у портландцемента. Эффективен для сборного железобетона, изготовляемого с тепловлажностной обработкой

    Глинозёмистый шлак (100); допускается введение 1% добавок, не ухудшающих качество цемента

    СаО·Al2O2; 12СаО·7Al2O3; СаО·2Al3O3; 2СаО·Al2O3·

    SiO2; FeO

    400, 500, 600 (через 3 сут твердения)

    Быстрое твердение при нормальной и пониженной температурах, высокая стойкость к действию минерализован- ных вод, потеря прочности (до 60%) через 15—20 лет

    Срочные, аварийные и восстановительные работы, сооружения, подвергающиеся действию минерализованных вод или сернистого газа, жаростойкие бетоны и растворы. Неприменим в условиях повышенной температуры и влажности

    Глинозёмис- тый цемент

    Гипсоглинозё-

    мистый расширяю- щийся цемент

    Глинозёмистый шлак (70); двуводный гипс (30)

    Тот же, что у глинозёмисто-го цемента

    400, 500 (через

    3 сут твердения)

    Расширение при

    твердении в воде (через 1 сут 0,15%, через 28 сут 0,3—1%), быстрое твердение; высокие плотность, водонепрони- цаемость и сульфатостой-

    кость

    Водонепроницаемые бетоны и растворы, заделка стыков, ремонтные работы, тампонирование нефтяных и газовых скважин

    Кислотоупор-

    ный цемент

    Кварцевый песок (90—96): кремнефторис- тый натрий

    (4—8,5)

    SO2; Na2SiF6

    Предел прочности при растяже- нии

    2 Мн/м2 (через

    28 сут твердения)

    Стоек к действию большинства минеральных и органических кислот. Нестоек к действию HF, H2SiF6, кипящей воды и водяного пара. Токсичен

    Кислотоупорные бетоны и растворы, обмазки и футеровки. Неприменим в аппаратах пищевой промышленности и при температуре ниже —20°С

    Современные тенденции в производстве Ц.: постоянное увеличение объёма его выпуска (в СССР к 1980 достигнет 143—146 млн. т в год); расширение ассортимента специального Ц. и увеличение объёма их производства (особенно высокопрочных, быстротвердеющих, декоративных и расширяющихся Ц.); повышение средней марочной прочности выпускаемых Ц. (в частности, увеличение производства Ц. марки 600 и освоение выпуска Ц. марки 700); интенсификация процесса твердения Ц. (достижение высокой прочности через 4—6 ч твердения); рациональное территориальное размещение цементных заводов с целью сокращения перевозок сырья и готового продукта; снижение себестоимости Ц.; обеспечение высокой степени механизации и автоматизации цементного производства и дальнейшее улучшение условий труда на предприятиях цементной промышленности.

    Лит.: Технология вяжущих веществ, М., 1965; Вяжущие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материалы, М., 1973; Краткий справочник технолога цементного завода, М., 1974.

    И. В. Кравченко.

     

    Вяжущие материалы

    Вяжущие материалы, применяются в строительстве для изготовления бетонов и растворов, скрепления (омоноличивания) отдельных элементов строительных конструкций, гидроизоляции и др. Минеральные В. м. -…

    Мергель

    Мергель (нем. Mergel, от лат. marga), осадочная горная порода, состоящая из кальцита или доломита и глинистых минералов. Соотношения карбонатной и глинистой составляющих могут быть различными. Обычно…

    Челиев Егор Герасимович

    Челиев Егор Герасимович (1771 - около 1839), русский строитель. В молодости работал землемером в Саратове. Приблизительно с 1801 жил в Москве, где занимался вопросами планировки и восстановления…

    Портландцемент

    Портландцемент (от англ. Portland - название полуострова на Ю. Великобритании), гидравлическое вяжущее вещество, состоящее главным образом из силикатов кальция. П. - наиболее распространённый в…

    Шуляченко Алексей Романович

    Шуляченко Алексей Романович [17(29).3.1841, Екатеринополь, ныне Звенигородского района Черкасской обл., - 29.5(11.6).1903, Петербург], русский химик. Окончил Николаевскую инженерную академию в…

    Белелюбский Николай Аполлонович

    Белелюбский Николай Аполлонович [1(13).3.1845 - 4.8.1922], русский инженер и учёный в области строительной механики и мостостроения. В 1867 окончил Петербургский институт инженеров путей сообщения, с…

    Малюга Иван Григорьевич

    Малюга Иван Григорьевич (1853-1933), русский учёный в области технологии строительных материалов. В 1879 окончил Инженерную академию в Петербурге. С 1885 преподавал там же (с 1891 профессор). Один из…

    Цементная промышленность

    Цементная промышленность, одна из ведущих отраслей промышленности строительных материалов, производящая различные виды цемента; портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент…

    Байков Александр Александрович

    Байков Александр Александрович [25.7(6.8).1870, Фатеж Курской губернии, - 6.4.1946, Москва], советский металлург и химик, академик АН СССР (1932; член-корреспондент 1927), Герой Социалистического…

    Будников Петр Петрович

    Будников Петр Петрович [9(21).10. 1885, Смоленск, - 6.12.1968, Москва], советский учёный, специалист в области неорганической химии и химической технологии силикатов, член-корреспондент АН СССР (1939)…

    Ребиндер Петр Александрович

    Ребиндер Петр Александрович [21.9(3.10).1898, Петербург, - 12.7.1972, Москва], советский физико-химик, академик АН СССР (1946; член-корреспондент 1933), Герой Социалистического Труда (1968). Окончил в…

    Волженский Александр Васильевич

    Волженский Александр Васильевич [р. 27.8(8.9).1899, деревня Алт-Ключи Бугурусланского уезда, ныне Оренбургская область], советский учёный в области технологии строительных материалов и изделий, доктор…

    Цементное сырьё природное

    Цементное сырьё природное, горные породы, содержащие в соответствующих пропорциях CaO, SiO2, Al2O3 и FeO, определяющие основные свойства цементов. Этим условиям наиболее полно отвечают мергели…

    Клинкер (металлургич.)

    Клинкер (нем. Klinker) металлургический, твёрдый спечённый остаток после вельцевания отходов металлургического производства (кеков, раймовки, шлаков), а также др. продуктов, содержащих цинк. Состав К…

    Добавки

    Добавки в строительных материалах, природные или искусственные материалы, вводимые в состав вяжущих веществ, бетонов и растворов с целью придания готовому продукту необходимых свойств и снижения его…

    Мельница

    Мельница, машина для измельчения различных материалов. От дробилок М. отличаются более тонким помолом материала (до частиц размерами мельче 5 мм). В зависимости от формы и вида рабочего органа и…

    Вращающаяся печь

    Вращающаяся печь (трубчатая печь, барабанная печь), промышленная печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначенная для нагрева сыпучих материалов с целью их…