Технологии производства бесклинкерного цемента

Ура! На форуме появился рекордсмен.
Много видел ответов свежезарегистрировавшихся знатоков на вопросы 2..3летней свежести.
Но чтоб поддержать оживлённую дискуссию через 12 лет... Старожилы не помнят.

Правы физики - кварки очень странные.
Ещё и Глуховскому про шлакощелочные объясняют - неправы вы, мол, вместе с папой...

Если есть свое мельница для помола шлака, тема может быть актуальна -- для производства изделий автоклавным способом. Но надо учитывать что свойства шлака нестабильны и зависят от многих факторов -- как проходила плавка, способа плавки металла, температуры шлака перед грануляцией, способа грануляции...
Актуальной тема была еще в 1865 (приблизительно), когда начали производить помол граншлака с известью, и выпускать в промышленных масштабах бесклинкерный цемент. Потом начали добавлять в качестве активатора вместо извести портландцемент (20-30 %), приблизительно в 1880 годах.
Еще тогда узнали, что известь не связывается с шлаком, а служит активатором схватывания, вот поэтому в дальнейшем ее заменили на портландцемент. О сульфатной активации шлака гипсом знали тоже в это время.
Первые сведения о применении шлака с известью для получения цемента относятся к 1824 году.

Глуховский "немножко все усложнил" --- ведь гидроксид кальция есть основание, но не щелочь... Хотя эта класификация химических веществ какая то запутаная, щелочная рекция есть -- но не щелочь, потому что не растворяется в воде. Значит надо использовать для активации шлака гидроксиды натрия, калия, жидкое стекло, и назвать это шлакощелочным цементом -- а что потом делать с несвязанной щелочью в бетоне?
Никто не применяет эти наработки Глуховского широко, потому что недостатков в этой технологии больше чем преимуществ.

Цемент (состоящий из 80% шлака и 20% извести) в смеси с песком 1 : 3 давал прочность бетона на сжатие в возрасте 1 года (водное хранение) от 113 до 272 кг/см2. -- данные полученные еще в конце 19 века.
Из этой таблицы становится ясно, что параметры шлакового цемента сильно колеблются, в зависимости от вида шлака:



Для 20 века эта прочность оказалась недостаточной, и проведя множество исследований лучшие умы пришли к выводу, что граншлака к портландцементному клинкеру во время помола, не следует добавлять выше 30%.

Смешивая хорошее (клинкер портландцемента) с плохим (граншлак) -- вряд ли мы получим лучшее.
Это понимали еще в 19 веке, тогда ответственные германские производители портландцемента выступали против добавки граншлака к портландцементу (чем начали заниматся некоторые более мелкие производства) и считали это подделкой.
Есть ГОСТ 10178-85, там указано сколько и к чему добавлять шлака: если добавим до 20% граншлака к
портландцементу -- то получим портландцемент с минеральными добавками.
Если добавим от 20 до 80% шлака к портландцементу -- то получим шлакопортландцемент.
..."мне говорили что 50/50, и ещё и марка высокая получается"-- это как раз вписывается в ГОСТ

kvarc, плавка должна проходить стабильно иначе будет брак..перепутать сталеплавильный гранулированный доменны, негранулированный достаточно сложно

шлак неплохой, он просто другой, цвет светлый, коррозионная стойкость в разы выше, а значит долговечность ко всяким водам лучше, с прочностью ранней конечно посложнее. 20 Мпа на вторые сутки у нас в тесте нормальной густоты на полифракциоонном песке. Морозостойкость не мерял - но для этого есть дешевые воздухововлекающие, пластифицирующие добавки которые итак добавляються в бетон на правильном заводе. Пластифицируемость у Шлака по Калашникову средняя.

для шлакощелочного - там компонентов надо больше чем у глуховского описано, пластификатор подобрал Калашников если на каустической соде. Можно делать изделия в любой мороз, но для лиьтевой технологии нужно много щелочи, для жестких смесей меньше значительно.

Щелочь в бетоне -- это вред, если заполнитель еще не соответствующий, так вообще катастрофа.

Щелочно-кремнеземистые реакции -- есть хорошая статья в Википедии, с перечнем снесенных сооружений, бетон которых подвергся разрушению: https://en.wikipedia.org/wiki/Alkali%E2%80%93silica_reaction

Или вот цитата из статьи: К внутренним факторам, определяющим долговечность бетона, следует отнести также щелочно-кремнеземистые реакции, то есть реакции едких щелочей с кремнезёмом — аморфным (опаловидным) кремнезёмом в виде крупных частиц, а также (вероятно, в меньшей степени) реакции щелочей с доломитом с образованием брусита (Mg(OН)2) и с увеличением объёма. Следует отметить, что эти реакции могут быть отнесены к «внутренним факторам» недолговечности не для цементного камня (затвердевшего цементного теста), а для раствора или бетона, поскольку вторым реагирующим компонентом является мелкий заполнитель. Основной реагент (едкая щелочь: NaOH, КОН) является продуктом каустификации при взаимодействии щелочных солей (сульфатов, карбонатов цемента) с гидроксидом кальция. При растворении аморфного кремнезёма в щелочном растворе образуется коллоидный раствор разной степени полимерности (в зависимости от соотношения SiO2/R2O). Принято считать, что причиной расширения и разрушения камня становится осмотическое давление, развивающееся при заполнении порового пространства коллоидным щелочно-кремнезёмистым раствором. Реальным для практики этот процесс становится при следующих условиях: наличие в мелком заполнителе зёрен, содержащих аморфный (реакционноактивный) кремнезём; определённый уровень едких щелочей в цементе (> 0,6 % в пересчёте на Na2O); присутствие влаги. Присутствие в цементном камне равномерно распределённого аморфного кремнезёма в виде тонкодисперсной пуццолановой добавки связывает щелочь и снижает риск расширения камня. -- Взято отсюда: https://allbeton.ru/article/105.html

Интересно, может Глуховский (автор книг: Грунтосиликаты и Шлакошелочные цементы и бетоны ) не знал о щелочно-кремнеземистой реакции, ведь она проявляется не сразу... Или знал?

Антон Жуков,

Цитата
Ну и в ШЩВ нет такой реакции с наполнителем,

Гидроксид натрия не будет взаимодействовать с аморфным кремнеземом?
Да он даже с кристаллическим кремнеземом (песком обыкновенным) взаимодействует.
Жидкое стекло запросто взаимодествует с аморфным кремнеземом -- таким образом получаю стекла с высоким кремнеземистым модулем.

Цитата: 2.12. Не допускается применение реакционноспособных заполнителей, имеющих включения опала, халцедона, кремнистых сланцев и других разновидностей аморфного кремнезема без проведения специальных исследований, учитывающих условия експлуатации конструкций и сооружений и обосновывающих целесообразность использования таких заполнителей. -- Взято отсюда: Рекомендации по изготовлению шлакощелочных бетонов и изделий на их основе

Антон, посоветую Вам меньше верить этим "гуру" от геополимеров и грунтосиликатов, потому что: "Гладко было на бумаге, да забыли про овраги..."
Они напишут книги, научные работы, будут давать советы и консультации, читать лекции в университетах. Производственники потом будут мучатся, стремясь повторить результаты их лабораторных экспериментов.

Я так резко высказываюсь потому, что сам изучал книги Глуховского, потом покупал граншлак (уже молотый), жидкое стекло -- делал много разных опытов, по грунтосиликатам и шлакощелочным бетонам....
Но в результате граншлак активированный портландцементом подошел мне больше всего.

Антон Жуков,

Цитата
Вокруг камня с аморфным кремнием образуеться гель и разрушение..но это для любого портланд цемента актуально вообще...

Нет, не вообще. Глуховский говорит иначе.

"Внутренняя коррозия – это результат взаимодействия щелочей цемента и реакционноспособного заполнителя, т.е. для ее реализации необходимо наличие в составе портландцемента значимого количества щелочей. А большое количество щелочей характерно для цементов, которые производятся по сухому способу.
С уважением, В. Глуховский."

"В цитируемой Вами статье речь идет о «внутренней коррозии» (по С.Н.Алексееву и др. «Долговечность железобетона в агрессивных средах», стр. 9), причиной которой является «взаимодействие щелочей цемента и реакционноспособного заполнителя». Этот вид коррозии для наших цементов, которые в большинстве случаев производятся по мокрому способу, не характерен, поскольку этих щелочей в портландцементах менее 0,6%.
С уважением, В. Глуховский."
Взято отсюда: https://allbeton.ru/forum/topic12900.html

Антон Жуков,

Цитата
kvarc , гель силиката натрия всеравно образуеться, вопрос в его количестве,

Не обьязательно, допустим что у нас в идеале -- портландцемент, который вовсе не содержит солей калия и натрия и заполнитель для бетона который тоже не содержит этих солей.
Или же другой вариант -- известково-песчаный раствор, содержание в котором этих солей ну совсем уж микроскопическое (в идеале конечно).

Цитата
Правда еще до конца не понимаю как отверждаеться коллойдный кремнезем в смеси с силикатом натрия (в чистом виде это вяжущее)

Это надо у профессора Давидовича спросить, из Института геополимеров, он то должен это знать -- ведь с его слов он раскрыл состав камней египетских пирамид с 1979 года. Давидович книги свои продает, а можно было уже и маленькую пирамиду построить из геополимера собственного производства за это время

Антон Жуков, Зачем так далеко ходить, в Египет. Обратите свое внимание на памятники архитектуры Древней Руси, на растворы из которых строили Храмы -- вот вам и ГЕОПОЛИМЕРЫ.
Эти Храмы простояли уже не одно столетие, раствор там был в основном известково-карбонатный, плинфа (подобие современного керамического кирпича) была лишь изредка уложена в известковый бетон (в некоторых постройках).
И не надо было никаких солей щелочных металлов использовать -- наши предшественники были наверное продвинутей нас, если их сооружения простояли столетия, а наш бетон, в некоторых случаях, разрушается через десятилетия.
Книгу можете в Интернете найти и почитать о "геополимерах" наших предков: Раппопорт П.А. _Строительное производство Древней Руси X-XIII века.

Извините, приврал немножко, согласно Раппопорту на Руси использовали в основном известково-цемяночный раствор:


Но были случаи использования мела в качестве заполнителя известкового раствора:


Взято отсюда: Раппопорт П.А. _Строительное производство Древней Руси X-XIII века.

О свойствах известняка, как заполнителя известкового раствора:
"Такие наполнители как известняк способны улучшать механические свойства
раствора, будучи доплнительными центрами кристаллизации. Авторами
продемонстрировано, что непромешанные зерна не только не ухудшали качества
раствора, а, наоборот, интенсифицировали процессы кристаллизации. С другой
стороны, такие включения придают раствору повышенную пластичность на период
гидратического твердения [Bakolas, Biscontin, Moropoulou, Zendri 1995: 816]". -- стр.113, Липатов_Византийские традиции в строительном производстве Древней Руси: строительные растворы, стены, фундаменты.

Еще немножко о карбонатном заполнителе известкового раствора:
"Строительные растворы Польши являются предметом изучения Г.Еджиевской
[Jerdzejewska i960: 133-134]- Большое количество проанализированных материалов
позволило ей выявить основные типы применявшихся растворов и установить
относительную хронологию строительных растворов хорошо датированных
памятников, начиная с раннесредневекового времени. Первая группа растворов,
характерная для X-XI вв., представлена известковыми растворами с известняком в
качестве наполнителя, карбонат составляет 90-98% объема раствора. Песок в этих
растворах не прослежен." -- стр.119, Липатов_Византийские традиции в строительном производстве Древней Руси: строительные растворы, стены, фундаменты.

kvarc, Я не особо придирчивый но вы говорили про известково карбонатный, потом эти отчеты зачастую написаны технически неграмотными историками. В третих - составы на рентгеноструктурном анализе, после твердения могут как раз оказаться схожы. В четвертых - даты искуственно удленнены, еизуиты и прочая антинаучная ерись для зарабатывания бабла, для управления хомячками, для внедрения продвижения монраха не по выборной системе а по наследству, тоже что и хотят сечас внедридь в рфии, переписывали документы. В пятых на собраниях нашей партии пока не разогнали фсбшики присутствовали приглашенные историки и рассказывали как оно. В шестых - у меня есть друзья которые занимались раскопками - вести с полей так сказать.

Мне уже досадно когда грамотные люди цитируют журнал мурзилка, известь это уже последний период деградации послепотопный, воцерковления дробления единого государства.

Могу зачитать пример фальсификции инстории, точнее работы мышления человека, ну раз люди в больнистве обыватели живут в первую очередь в угоду своей выгоды, для удовлетворения базовых потребностей, да и жена может запилить дома.
Жил был археолог, хотел очень сильно прославитсья, степень будет, признание, популярность, да и бабы будут больше давать...искал он значит золотой шлем, искал искал, долго иль коротко искал, не столь важно, но уже сильно устал. И нашел он однажду золотую жопу, Большую симпатичную женску скифо-сорматскую жопу...и что, попадать в историю как открывателя скифосорматской жопы...да это позор особенно для его стыдливого пуританского воспитания. Ну что служитель науки переплавил жопу в шлем. Вот так и живем

Я сам не без греха, но невротическую модель поведение людей учитываю. Не говоря уже о банальной материальной выгоде