Портландцементтің қолданылу аумағы

Портландцементтің қолданылу аясы көп. Берілген өнімнің ең көп қолданылатын аумағы қара металлургия, құрылыс саласы, химия саласы, ауылшаруашылық саласы.

Құрылыс саласы. Портландцементті кірпіш силикаты, силикатты және пеносиликатты өнімдер, бетон саласында, газобетон саласында, құрғақ құрылыс өнімдерінде қолданылады. Портландцемент – қолданылуы қоршаған ортаға ешқандай зиян келтірмейтін, құрылысты қолданылатын маңызды элемент.

Жол салу саласы. Портландцемент жол салғанда беткі қабатын байланыстырушы материалдармен жабу кезінде қолданылатын тұрақты негіз ретінде пайдаланылады. Оның өнімдері жол қабатының қызмет еті уақытын ұзартады, уақытынан бұрын бұзылу процесін қысқартады.

Химия саласы. Кальций карбидін 2000°С температура кезінде портландцементті көмірмен балқыту кезінде алады. Соданыпортландцементтің көмегімен өндіру экономикалық жағынан өте тиімді. Бұл процесс кезінде аммиакты қайта өңдейді.

1-кесте

Құрылыс ізбесінің қолданылу аясы

№	Ізбес түрі	Негізгі мәні		Қолданылуы мүмкін аймақтары
	1	2		3
1	Сөндірілмеген(кесек)	1.Ұнтақталған портландцемент өндіру үшін, сөндірілген гидратты ізбес,ізбес қамыры үшін.   2. Нығыздалған бетоннан жасалған силикатты өнімдер үшін.  3. Құрылыста қабырғаларды қалау үшін.   4. Әктелген гипс өндіру үшін..   5. Әктелген бояулар жасау үшін.
2	Сөндірілмеген ұнтақталған	1. Нығыздалған бетоннан жасалған силикатты өнімдер үшін   2. Құрылыста қабырғаларды қалау үшін.   3.Құрылыста әктеу кезінде байланыстырушы материал ретінде.   4 Әктелген бояулар жасау үшін.   5. Ерітіндіні қатайту үшін, әсіресе төменгі температура кезінде.		Жеңілбетонды тастар мен цементтің қоспасын өндіру үшін.
3	Сөндірілген гидратты	1.Жабынды құрылыс саласында байланыстырушы материал ретінде   2. Қалау жұмысы үшін.  3.Әктелген байланыстырушы материал өндіру үшін.   4. Әктелген бояу жасау үшін.
4	Карбонатты қоспалары бар сөндірілмеген ұнтақталған	Қалау жұмысы мен сылау жұмысы үшін
Гидратты		1. Қалау жұмысы кезінде   2.Төменгі маркалы бетонды өндіру үшін.   3. Силикатты кірпіш өндіру үшін	1. Құрылыста ерітінділерді сылау. 2. Гипстелген, әктелген материалдарды өндіру үшін

Портландцементтің жіктелуі

Құрылыс портландцементін кальциттік және магнийлік карбонаттардың қосындысын 1000-1200°С температурада күйдіру арқылы алады (бор, доломит, ізбестасы). Карбонат қоспаларын күйдіру кезінде декарбонизация процесі болады, яғни құрамындағы көмірқышқыл газы жойылады. Кальций мен магний карбонаттары каольций оксиді, магний оксиді, көмірқышқыл газы болып бөлінеді. Олар пештен ауа мен газтектес бөлшектермен бірге бөлініп шығады. Құрылыс портландцементі қатаюына байланысты қатты және гидравликалық деп екіге бөлінеді.

Қатты портландцемент дегеніміз кальций оксидінен тұратын қоспалар мен көмірқышқыл газын түгелімен жойып, портландцементті карбонаттарды күйдіру арқылы алынған өнім. Карбонат құрамындағы балшық пен кварцтік топырақтың мөлшері 68% -дан аспауы керек. Күйдіру кезінде осы қоспалардың мөлшері асып кетсе, гидравликалық портландцемент пайда болады. Ол әуелік байланыстырушы материалдар қатарына жатады: қалыпты температура кезінде және ешқандай қоспасыз күйінде ауада қатаяды.

MgO әдетте қарапайым карбонат құрамында 0,53 - 20% аралығында болуы керек. Егер ол 58% - ға дейін болса, ондапортландцементтің құрамына деген әсері аз болады. Құрамында магнезия көп болса, оның гидравликалық қасиеті әлсірейді. Портландцемент құрамындағы магнезияның мөлшеріне байланысты мынадай түрлерге бөледі: Кальциттік – құрамында MgO 5% дейін, магнийлік - құрамында MgO 5 - 20% дейін, доломитті – құрамында MgO 20 - 40%.

Портландцемент сапасы құрамындағы кальций мен магний оксидтерінің мөлшеріне байланысты бағаланады. Неғұрлым олардың мөлшері көп болса, соғұрлым оның сапасы жоғарлайды. Сылау жұмысына арналған портландцементтің құрамында магний оксидінің мөлшері 5% - дан аспауы керек. Жоғары сапалы магнийлікпортландцементтің активтілігі 93-97%.

Кесек және ұнтақталған портландцемент сапасы құрамындағы көмірқышқыл мөлшері мен 30 минут бойы 950-1000ºС температурасында қыздыру кезіндегі шығындарға байланысты бағаланады. Портландцементтің ең маңызды сапалық көрсеткіші қамыры болып табылады. 1 кг материалдың сөнуі кезінде алынған қамырдың көлеміне байланысты анықталады. Қамыр қаншалықты көбірек алынса, соншалықты оның иілгіштігі жоғары. Осы қасиеті бойынша портландцементті екі сортқа бөледі: активті СаО мен MgO минималды мөлшері 1-сорт үшін - 67%, 2-сорт үшін - 60%.

Цемент БҚУ – ге автотранспорт (цементовоз) арқылы береді және силосты цементті сорғызып, оларды бункер цементтіне түседі және одан кейін порциялы дозатор көмегімен қоймалы бетон-араластырғыш узелге түседі . Онда инертті-құм, қиыршықтарды және т.б. қоректендіргіш және қозғалмалы транспорт көмегімен қоймадан бетон-араластырғыш узелге әкеледі, онда оларды араластыру жүреді. Дайын қоспаны бункерден арту арқылы машинаға беріледі. Қоспаларды дайындау кезінде цемент шаңдары атмосфераны ластайды.

Кальцит немесе әк шпаты гексагональдік жүйеде кристалданады. Оның кристалдары ромоэдр тәріздес болып келеді. Кальциттің негізгі тығыздығы - 2,62,8г/см3, он балдық шкала бойынша қаттылығы – 3. Кальцит көмірқышқыл газын бөлетін әлсіз қышқылында қалыпты температурада жақсы ериді.

Арагонит – аз кездесетін минерал, ромбылық жүйеде кристалданады. Оның негізгі тығыздығы – 2,93г/см3, қаттылығы – 3,54. 300-400ºС температурада қыздырған кезде арагонит ұнтақталып кальцинитке айналады. Таза әктелген магнийлік қоспалар – ақ түсті, бірақта олар көбінесе көмірқышқыл мен темір оксидінің қоспаларымен боялады. Карбонаттардың саны мен түрі, қоспа бөліктерінің өлшемі, сонымен қатар негізгі массасының біркелкі таралуы портландцементті алу технологиясы кезінде көрінеді. Әдетте таза және тығыздалған әктастарды 1100-1250ºС температурада қыздырады. Жай күйдірілген портландцемент алу үшін карбонат құрамында доломит, балшық, топырақ көп болған сайын оптимальды қыздыру температурасы аз болу керек. Гипс қоспасы жарамсыз. Тіпті оның құрамында 0,51% гипс болса да ізбес қамырының иілгіштігін төмендетеді. Темір қоспалары да әсер етеді.Олар 1200 ºС температурасында қыздыру кезінде тез балқитын эвтектикті тудырады.

Қоспалардың физико-химиялық қасиеттері де портландцементтің алынуында байқалады. Шахталық пештерде қоспаларды қыздыру үшін механикалық тығыздықты қоспа жарамды. Қоспаның түйіршіктері бірқалыпты, қабатталмаған болғаны жөн, олар ұнтақталмауы керек және қыздыру, күйдіру, салқындату кезінде ұсақ бөлшектерге бөлінбеуі керек. Өлшемі 13мл кальций кристалынан тұратын ірікристалды әктастар күйдіру кезінде ұсақ бөлшектерге бөлінуге бейім.Әктасты магнийлік жұмсақ түрлерін қатты ұсақталуға ұшырамайтын пештерде күйдірген дұрыс болады. Әктасты магнийлік қоспалар химиялық құрамына байланысты тек ауа ізбесіне емес гидравликалық ізбестер үшін негізгі шикізат болып табылады.

Мрамор химиялық құрамы бойынша таза шикізат. Бірақта жоғары декоративтік қасиеті бойынша ол бөлек материал ретінде қолданылады, сондықтан портландцемент кезінде қолданылмайды.

Бор – ұсақ кесектерге бөлінетін жұмсақ, босаң тау жынысы. Оны әдетте тек айналмалы пештерде қыздырады. Себебі шахталық пештерде қыздырғанда ол оңай түйіршектеледі, соның нәтижесінде күйдіру процесін бұзады.

негізгі тығыздығы 2,852,95 г/см3. Доломиттік қоспалар минералдармен байланысады. Кесектелген портландцементәр түрлі шамадағы кесектерді көрсетеді. Химиялық құрамы бойынша ол толығымен бос кальций мен магний оксидінен тұрады. Аз мөлшерде олардың құрамында кальций карбонат болады, сонымен қатар силикаттар, алюминаттар мен магний мен кальций ферриттері бар. Олар қыздыру кезінде балшық пен кварцтік топырақты кальций мен магний оксидьерімен қосу кезінде алынады.Кесектелген сөндірілмеген ізбестің алынуы негізінен мынадай операциялардан тұрады: ізбесті өндіру мен дайындау, отынды дайындау мен әктасты күйдіру.

Ізбесті әдетте ашық әдіспен өндіріеді. Тығыз әктасты магнийлік қоспалар жарылады. Таңдап ізбесті өндіру өнімнің бағасын арттырады, сондықтан өнімді экономикалық пен техникалық жағынан анықтау кезінде олардығһң геологиялық жағын қарастыру керек. Алынған портландцемент массасының ірі және ұсақ түрін әдетте арнайы экскаваторға апарады. Ізбесті өндірілген жері мен өңдейтін заводына байланысты әр түрлі жол транспорттарымен тасымалдайды: ленталы конвейермен, автосамосвалмен, теміржол көліктерімен тасымалдайды.

Жоғары сапалы портландцементті карбонат қоспаларын ұсақ түйіршек ретінде күйдіру арқылы алуға болады. Сондықтан күйдіруден бұрын портландцементті ұсақтап алады. Шахталы пештерде күйдіру үшін портландцементтің өлшемін 4080, 80120мм дейін, ал айналмалы пештерде 520, 2040мм дейін түйіршектейді.

Әктас-ұлутастан басқа облыс аумағында басқа да құрылыс материалдары кенорындары бар: щебень мен бут өндірісіне арналған тас, кірпіш шикізаты, құрылыс әктасы, ПГС, құрылыс құмдары және т.б. «Шетпе-1» кенорнынан алынатын 5 тен 40 мм дейінгі фракциялы щебень қолданыстағы барлық норматив талаптарына жауап беретін жоғары сапаға ие. Материал жол құрылысы және басқа да құрылыс жұмыстарында ауыр бетонды толықтырушы ретінде қолданылады. Тау шөгінділері қоры 16 млн. м3 құрайды.

        Облыс аумағында бекітілген жалпы қоры 10 млн. тоннадан астам 7 бор кенорны белгілі. Бор құрылыста, ауыл шаруашылығында жануарлар мен құстарды жемдеу үшін, сырлар , шпатлевкалар, қоңыр қоңыр ерітінділерін дайындау және басқа да мақсаттар үшін қолданылады. Бордың сапасы 95,1 ден 98,7% дейінгі көмір қышқылды кальцидің болуымен сипатталады.

        Қарақия ауданында мұнай мен газды іздестіру жүмыстарын жүргізгенде, Александр Черкасск шығанағының шығыс жағалауында аса үлкен жылу энергиясы потенциалы, тұзы 8,3% сульфат-натрий-хлорид құрамдас жоғары терминалды пласт сулы юра-төменгі бор дәуіріндегі қуатты артезиан бассейні табылды. Портландцементті шамадан тыс күйдіру өнімнің сапасына зиянын тигізеді. Мұндай портландцементтің кешігіп сөнуі әдетте бетонда немесе ерітіндіде болса, онда механикалық ауыртпалық тудырады. Сондықтан ең жақсысы портландцементті минималды температурада күйдіру. Ол кальцийдің көмірқышқылын таратады.

Портландцементтің сөну температурасы ондағы көмірқышқыл газына байланысты. Кальцийдің қышқылына қарағанда MgCO3 төменгі температурада таралады.Жоғары температура кезінде күйдіргенде MgO мен СаО мөлшері азаяды.