Цемент для асбестоцементных изделий

Асбестоцементные изделия

Бетонные и железобетонные изделия — это массивные элементы толщиной как минимум несколько сантиметров. Получить легкие и тонкие элементы из бетона с обычной арматурой невозможно. Однако армирование тонкими минеральными волокнами смеси на основе портландцемента позволяет изготовлять большеразмерные листы толщиной несколько миллиметров, тонкостенные трубы, фасонные изделия. Материал, из которого изготовляют эти элементы, называется асбестоцемент.

Асбестоцемент — искусственный каменный материал, состоящий из цементного камня, армированного волокнами асбеста. К наиболее распространенным асбестоцементным изделиям относятся волнистые и плоские листы, трубы и соединительные муфты. Асбестоцеметные изделия сравнительно легко поддаются механической обработке, они значительно легче металла, бетона и железобетона. Средняя плотность асбестоцемента 1400–2100 кг/м 3 , предел прочности при сжатии — 40–60 МПа, растяжении — 8–15 МПа. Водопоглощение составляет 10–30%. Недостатки асбестоцементных изделий — невысокая ударная прочность и склонность к короблению.

Сырье. Исходными компонентами для производства асбестоцемента являются асбест, портландцемент и вода. Асбест встречается в природе в виде минералов — силикатов, имеющих волокнистое строение. Обычно используют хризотил-асбест (3MgO х2SiO2 х2Н2О). Куски асбеста сравнительно легко распадаются на волокна диаметром 0,1–0,2 мм и длиной до 10 мм. В зависимости от длины волокна, степени его распушивания и содержания примесей сопутствующих пород асбест разделяется на сорта и марки. Для производства листовых асбестоцементных изделий используют асбест 5–6 сортов.

Для производства асбестоцементных изделий применяется особый вид портландцемента, свойства которого способствуют процессу фильтрации твердой фазы из асбестоцементной суспензии и ускоренному твердению изделий. Тонкость помола этого цемента характеризуется удельной поверхностью 2200–3200 см 2 /г. Содержание свободной СаО в исходном клинкере не должно превышать 1%, С3А — 5%, C3S должно быть не менее 52%. Начало схватывания в отличие от обыкновенного портландцемента может наступать не ранее чем через полтора часа от начала затворения. Цемент для производства асбестоцементных изделий, как правило, не содержит минеральных добавок и выпускается обычно двух марок — М400 и 500.

Технологический процесс получения асбестоцементных изделий включает обминание и распушивание асбеста, тщательное смешивание полученных тончайших волокон с цементом в водной среде и образование суспензии, формование изделий на листо- или трубоформовочных машинах с последующей их тепловой обработкой. Формование заключается в образовании из суспензии на сетчатом цилиндре тонкого слоя асбестоцемента, его обезвоживании и уплотнении. Полученные заготовки для волнистых листов профилируют, а для труб — обтачивают. Состав асбестоцементной массы колеблется в пределах: асбеста 13–17%, портландцемента 83–87% (при производстве труб содержание асбеста несколько выше, чем для листовых материалов). В некоторых случаях в портландцемент добавляют 30–40% тонкомолотого кварцевого песка.

Промышленность выпускает несколько видов асбестоцементных изделий, которые можно разделить на листовые (листы плоские и волнистые) и трубные. На основе листовых материалов получают асбестоцементные конструкции.

Плоские листы изготовляют прессованными и непрессованными размером от 700x900x3600 мм, толщиной 4–10 мм. Прессование способствует улучшению прочностных свойств изделий. У прессованных листов предел прочности на изгиб не менее 25 МПа, средняя плотность — не менее 1750 кг/м 3 , у непрессованных — соответственно 16 МПа и 1600 кг/м 3 .

Плоские листы предназначаются, в основном, для сборных конструкций стеновых панелей, плит перекрытий, перегородок санитарно-технических кабин, а также для устройства подвесных потолков, вентиляционных шахт, транспортерных галерей.

Рис. 9.2. Профилированные асбестоцементные листы:

а — волнистый обыкновенного профиля; б — волнистый усиленного профиля; в — волнистый унифицированного профиля; г — волнистый с переменной толщиной; д — полуволнистый с переменной толщиной; е — полуволнистый.

Волнистые листы (рис. 9.2) изготовляют различного профиля: обыкновенного (ВО), унифицированного (УВ), усиленного (ВУ) и среднего (СВ).

В табл. 9.1 приведена характеристика наиболее распространенных волнистых асбестоцементных листов.

Источник

Портландцемент

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее — продукт тонкого измельчения клинкера. Получается клинкер путем обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в получаемом клинкере силикатов кальция (до 70—80%).

Сырьем для портландцемента служат смеси известняковых и глинистых пород, содержащих главным образом следующие окислы: окись кальция СаО, кремнекислоту SiO₂, окись алюминия Al₂O₃ и окись железа Fe₂O₃. Вместо искусственной сырьевой смеси можно применять и естественные материалы (натуральные — цементные мергели), содержащие указанные окислы в требуемых для производства портландцемента соотношениях. В искусственной смеси сырьевых материалов глина может быть полностью или частично заменена другими материалами соответствующего химического состава, например такими, как доменные шлаки, белитовый шлам и т. п.

В сырье кроме указанных могут содержаться и другие окислы. Чаще всего в сырьевых материалах встречаются MgO и SO₃; могут присутствовать также и окись титана TiO₂, окись марганца Mn₂O₃, P₂O₈ и щелочи. Эти дополнительные включения несколько меняют свойства цемента, но основные качества его определяются количественным соотношением в сырьевой смеси главнейших четырех окислов (СаО, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃). Это соотношение, выраженное в процентах, обычно находится в следующих пределах: СаО 63—67%; SiO₂ 21—24%; Al₂O₃ 4—7%; Fe₂O₃ 2,5—4%. Содержание дополнительных окислов в сырьевой смеси находится в пределах 3—5%.

В результате взаимодействия главнейших окислов сырьевой смеси при высокой температуре обжига образуются следующие минералы портланддементного клинкера:
трехкальциевый силикат . 3CaO·SiO₂;
двухкальциевый » . 2CaO·SiO₂;
трехкальциевый алюминат. ЗСаO·Al₂O₃;
четырехкальциевый алюмоферрит . 4СаO-Al₂O₃·Fe₂O₃
В дальнейшем мы будем пользоваться принятыми в цементной промышленности сокращенными обозначениями этих минералов портландцементного клинкера, в которых окислы обозначаются первой буквой их химической формулы (а числовые индексы около этих букв обозначают численные соотношения молекул этих окислов):
3CaO·SiO₂. C₃S;
2CaO·SiO₂. C₂S;
ЗСаО·Al₂O₃ . C₃А;
4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃ . C₄AF
Эти клинкерные минералы в портландцементе образуются не в чистом виде, а содержат в небольших количествах и другие окислы.

Так, трехкальциевый силикат (C₃S) включает небольшое количество MgO и Al₂O₃, а иногда и другие окислы; двухкальциевый силикат (C₂S) содержит примеси титана и железа; четырехкальциевый алюмоферрит можно рассматривать как твердые растворы двухкальциевого алюмината (С2А) и двухкальциевого железа (C₂F).

В связи с этим клинкерные минералы портландцемента называют также:
трехкальциевый силикат (C₃S) — алитом;
двухкальциевый силикат (C₂S) — белитом;
четырехкальциевый алюмоферрит (C₄AF) — целитом. Кроме рассмотренных клинкерных минералов портландцементный клинкер может содержать в незначительных количествах и другие составляющие.

Различают две группы основных клинкерных минералов — группу минералов силикатов, к которым относят C₃S и C₂S, и группу минералов плавней (C₃А и C₄AF). Соотношение между этими двумя группами обычно находится в сравнительно узких пределах. Содержание отдельных клинкерных минералов в пределах указанных групп может изменяться в широких пределах.

Способность порошкообразного портландцемента образовывать прочное камнеподобное тело проявляется после добавления к нему воды. При этом безводные составляющие портландцемент минералы вступают в химическое взаимодействие с водой, образуя гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроалюмоферриты кальция. Это химическое взаимодействие происходит тем более интенсивно, чем сильнее развита поверхность частиц портландцемента, поверхность его контакта с водой. Поэтому тонкое измельчение клинкера, полученного в результате обжига сырьевой смеси, является необходимым этапом производства портландцемента.

Для получения основных составляющих портландцемент минералов необходимо, чтобы в сырьевой смеси присутствовали такие окислы, как CaO, SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O₃.

Свойства портландцемента определяются преимущественно его минералогическим составом, т. е. количественным соотношением основных составляющих его минералов — C₃S, C₂S, C₃А и C₄AF. Следовательно, для получения портландцемента с определенными заданными свойствами соотношение окислов CaO, SiO₂, Al₂O₃ и Fe₂O₃ в сырьевой смеси должно быть выдержано с достаточной точностью.

Страницы: 1 2 3 4

Асбестоцемент

• Асбест
• Цемент для производства асбестоцементных изделий
• Вода, красители, химические добавки
• Роль асбеста в асбестоцементных изделиях
• Роль цемента в асбестоцементных изделиях
• Методы формования изделий
• Хранение сырьевых материалов, распушка асбеста и приготовление асбестоцементной массы
• Процессы формования асбестоцементных листов и труб из асбестоцементной суспензии (мокрый способ формования)
• Производство цветных и окрашенных листов и асбестоцементных электроизоляционных досок
• Разрезка и волнировка листов
• Прессование листов на гидравлическом прессе
• Твердение асбестоцементных изделий
• Метод расчета расхода сырьевых материалов
• Основные свойства асбестоцементных изделий
• Требования, предъявляемые к асбестоцементным изделиям
• Классификация и области применения асбестоцементных изделий
• Себестоимость основных асбестоцементных изделий и пути ее снижения

Источник

Сырьевые материалы для изготовления асбестоцементных изделий

Цементный камень хорошо сопротивляется сжимающим и плохо растягивающим нагрузкам. Введение в цемент небольшого количества (10. 20%) тонковолокнистого асбеста, обладающего высокой прочностью при растяжении, существенно изменяет физико-механические свойства цементного камня. Такой материал обладает достаточно высокой прочностью, огнестойкостью, долговечностью, малыми водопроницаемостью, теплопроводностью и электропроводностью, но хрупок и подвержен короблению при изменении влажности.

Номенклатура асбестоцементных изделий, вырабатываемых в СССР, насчитывает свыше 40 наименований. Они могут быть разделены на следующие основные группы: профилированные листы — волнистые и полуволнистые для кровель и обшивки стен; плоские плиты — обыкновенные и офактуренные или окрашенные для облицовки стен; панели кровельные и стеновые с теплоизоляционным слоем; трубы напорные и безнапорные и соединительные муфты к ним; специальные изделия (архитектурные, санитарно-технические, электроизоляционные и т. д.).

По объему производства асбестоцементных изделий Советский Союз занимает первое место в мире. Более половины мирового выпуска асбестоцементных изделий производится в нашей стране.

Асбестоцементные изделия изготовляют из трех основных компонентов: асбеста, цемента и воды. Сырьевая смесь (в расчете на массу сухих веществ) содержит в среднем 85 % цемента и 15 % асбеста.

Асбестом называют встречающиеся в природе тонковолокнистые неорганические массы, состоящие главным образом из водных или безводных силикатов магния, а некоторые разновидности — из силикатов кальция и натрия. Наибольшее значение в промышленности имеет хризотил-асбест (3MgO·2SiO2·2H2O), месторождения которого в СССР являются крупнейшими в мире.

При механической обработке асбестсравнительно легко расщепляется на тонкие волокна (до 0,0005 мм), обладающие гибкостью, высокой механической прочностью (до 600. 1000 МПа), несгораемостью. В распушенном состоянии асбест легок, имеет малую теплопроводность [0,055. 0,075 Вт/(м·°С)] и высокие электроизоляционные свойства.

Хризотил-асбест обладает высокой щелочестойкостью, но его легко разрушают кислоты.

В результате распушки асбеста резко возрастает поверхность волокон, что способствует его высокой адсорбционной активности по отношению к цементу.

Товарный хризотил-асбест состоит из смеси волокон различной длины и их агрегатов. Агрегаты асбеста с недеформированными волокнами, размер которых в поперечнике более 2 мм, условно называют «кусковым» асбестом, а менее 2 мм — «иголками». «Распушенным» называют асбест, в котором волокна тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы крупностью более 0,25 мм носят название «галь», а менее 0,25 мм — пыль.

Большое влияние на качество продукции оказывает длина волокон асбеста. Это основной признак деления асбеста на сорта. Чем больше средняя длина волокон, тем выше сорт. Для производства асбестоцементных изделий применяют коротковолокнистый асбест—3, 4, 5 и 6-го сортов с длиной волокон от 10 мм до нескольких сотых мм, а содержание их составляет 50. 24 % по массе, остальные 50. 76 % приходятся на долю пылевидных и других неволокнистых частиц. Иногда часть асбеста (10. 15%) заменяют базальтовой или шлаковой минеральной ватой.

В качестве вяжущего компонента при производстве асбестоцементных изделий используют специальный портландцемент для асбестоцементных изделий. Такой цемент характеризуется быстрым нарастанием прочности как в начале, так и в последующие сроки твердения, замедленным началом схватывания (не ранее 1,5 ч) и достаточно большой тонкостью помола, необходимой для того, чтобы создать значительную поверхность сцепления между цементом и тонко распушенными волокнами асбеста. Этот цемент содержит не менее 52% 3CaO·SiO2 и не более 8 % ЗСаО·А12Оз, в нем не должно быть минеральных добавок (кроме гипса).

В случае автоклавной обработки изделий используют песчанистый портландцемент, что позволяет сократить расход портландцементного клинкера.

При изготовлении асбестоцементных изделий для облицовки применяют также специальные белый и цветные цементы.

При смешивании асбеста с портландцементом и водой волокна асбеста равномерно распределяются в массе цемента, при этом каждое волокно оказывается окруженным цементным тестом. Адсорбируя выделяющийся при твердении цемента гидроксид кальция и другие продукты гидратации цемента, асбест уменьшает их концентрацию в растворе. В результате этого схватывание и твердение цемента ускоряются, он прочно связывается с волокнами асбеста. Вследствие дальнейшей кристаллизации продуктов гидратации цемента прочность связи волокон асбеста с цементным камнем в асбестоцементных изделиях возрастает.

Для улучшения технологических свойств асбестоцементной суспензии и свежесформованных листов применяют химические добавки, например, в качестве пластификатора— ЛСТ

Вода для производства асбестоцементных изделий должна быть чистой и слегка подогретой (до 30 СС). Не следует использовать болотную, торфяную, морскую и другую минерализованную воду.

Водонепроницаемые эмали и лаки на основе синтетических смол (глифталевые, перхлорвиниловые, нитроцеллюлозные и др.) применяют для отделки асбестоцементных изделий.

Источник

Сырьевые материалы для производства асбоцементных изделий

Портландцемент.
В качестве вяжущего для производства асбестоцемента применяют портландцемент
марок 400 и 500, песчанистый портландцемент при автоклавном твердении
полуфабриката, белый и цветные цементы при изготовлении декоративных изделий.
По минералогическому составу портландцемент должен быть алитовым.

Содержание трехкальциевого алюмината должно быть не белее 8%, так как он придает малую прочность и низкую морозостойкость асбестоцементным изделиям. Тонкость помола цемента должна быть в пределах удельной поверхности 2900-3200см2/г.

Песчанистый портландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера; кварцевого песка (до 45%) и гипса. Помол компонентов возможен и раздельным с последующим их смешением. Тонкость помола должна быть до удельной поверхности 3200-3600 см2/г. Применение этого вяжущего позволяет обеспечивать существенную экономию клинкера. Портландцементы, применяемые для производства изделий способом экструзии, кроме соответствия указанным требованиям, не должны содержать более 0,3% быстрорастворимый щелочей.

Асбестом называют природный тонковолокнистый минерал, состоящий из водных или безводных силикатов магния, а некоторые разновидности – из силикатов кальция и натрия 95% мировой добычи асбеста составляет хризотил – асбест (3MgO 2SiO2x2H2O), который и применяется для производства асбестоцементных изделий.

Диаметр волокон асбеста 1мм, однако при гидромеханической обработке асбестовый камень расщепляется до среднего диаметра волокон 0,02мм. Волокна асбеста обладают гибкостью, прочностью до 600-800 МПа и введение их в качестве армирующего компонента в цемент (10-20%) позволяет в 3-5 раз увеличить прочность цементного камня при растяжении и изгибе, а также стойкость к ударным возмездиям.

Товарный асбест

Товарный асбест производится 8-ми сортов и 42 марок. Чем больше средняя длина волокон, тем выше сорт. Для производства асбоцементных изделий применяются коротковолокнистый асбест – 3, 4, 5, и 6-го сортов с длиной волокон 0,3-10мм. Иногда часть асбеста (0-15%) заменяют базальтовый стеклянной или шлаковой минеральной ватой. Могут применяться и органические волокна – небелёная целлюлоза, вторичная крафт – целлюлоза, бумажная макулатура, древесная шерсть, синтетические волокна. Замена части асбеста этими волокнами позволяет до 15% увеличить ударную вязкость асбестоцемента.

— подробно узнать о всех работах, выполняемых в составе исследований и экспертизы, можно в разделе: «Исследование конструкций и материалов. Экспертиза деталей, изделий, узлов, элементов и пр.»

Вода для производства асбестоцемента не должна содержать органических и глинистых примесей. Нельзя использовать болотную, торфяную, и другую минерализованную воду. Минеральные примеси и растворимые соли не должны превышать допустимые для питьевой воды нормы.

Авторы: редакционная статья ТехСтройЭкспертизы

Источник