Белый или цветной портландцементы отличаются от обычного цемента только своим окрасом, белым или чистым тоном соответственно, такие цементы обычно используют лишь в декоративных целях.
Общие сведения
Данные портландцементы используют в виде раствора или бетона с добавлением цветных заполнителей и применяют для внутренней и наружной отделки здания, для облицовки блоков и панелей. Так же его используют для возведения сооружений и зданий различного назначения, таких как: половые и ступенечные плиты, скульптуры, а так же цементные краски.
В обычном портландцементе в большом количестве содержатся оксиды марганца, хрома и железа, которые сильно влияют на окраску данного цемента, что придает ему грязноватый темно-серый цвет.
Состав цветного портландцемента
Белый и цветные портландцементы готовят на специальном клинкере с низким содержанием железа.
В цветных цементах обычно содержится:
- Si_02 – от 23% до 25,5%;
- А12_03 – от 5,5% до 7%;
- Fe2_03 – от 0,4% до 0,5%.
В качественных образцах белого цемента содержится:
- Fe2_03 – от 0,25% до 0,35%;
- Mn_O – от 0,05% до 015%;
- MgO – до 4,5%.
Минеральный состав белых цементов обычно составляет:
- C3_S – от 35% до 45%;
- С3_А – от 14% до 17%;
- C4_A_F – от 0,9% до 1,4%.
Для производства белового и цветных портландцементов необходимо использовать самое чистое карбонатное и песчано-глинистое сырье. Чаще всего используют чистый известняк или мел, в котором Fe2_03 содержится менее 0,15% — для белого портландцемента и 0,25% — для цветного, а содержание Mn_O в таком сырье менее 0,015% и 0,03% соответственно.
В качестве глинистого компонента используют каолин, отходы от его обогащение и некоторые другие материалы. А для увеличения силикатности используют тонкозернистый белый кварцевый песок, отходы от кварцевого песка, образующиеся при обогащении каолина и т. д.
В кремнеземистом и глинистом сырье содержание Fe_Os и Ti_02 не должно превышать 1% и 0,8% соответственно.
Производство белого и цветных портландцементов
Производство цветных цементов сложнее, чем обычных видов и имеет ряд особенностей, хотя по виду используемого оборудования и технологических процессов, практически ничем не отличаются от производства последних.
Для того, чтобы в сырье не попадали не желательные включения железистых примесей, известняки, попадающие на завод, подвергаются обогащению путем их последовательного дробления и грохочения в воздушно-сухом состоянии. Так же обогащение может производиться и мокрым способом.
Сырьевую смесь, для приготовления цемента, обжигают во вращающихся печах с использованием беззольного топлива, газа или мазута. Для получения жидкой фазы материала, который состоит в основном из С3_А, его необходимо нагреть до температуры 1450°С, что намного выше, чем при обжиге простого клинкера.
Такая высокая температура необходима из-за того, что в сырьевой смеси практически отсутствует оксид железа. Кроме того, доведенная до жидкой фазы сырьевая смесь имеет высокую вязкость и малый интервал температур между застыванием и плавлением.
Как я уже упоминал, обычный клинкер обжигается при малых температурах, а вот специальный маложелезистый клинкер, наоборот обжигается при более высокой температуре, а именно при 1600°С, все по той же причине, а именно отсутствие оксида железа в составе сырьевой смеси.
При работе плавильной печи в режиме повышенных температур, ее производительность резко снижается, кроме того высокая температура негативно сказывается и на материале печей, так например увеличивается износ футеровки, что в свою очередь сказывается на стоимости готового продукта. На стоимость данного продукта так же влияет и большой расход топлива для поддержания высоких температур плавления.
Для того чтобы облегчить обжиг сырья, используют минерализаторы в качестве добавок к сырьевой смеси, эти добавки обычно составляют 1% от общей массы сырья. В качестве минеральных добавок используют кремнефтористый натрий или плавиковый шпат.
Маложелезистый клинкер имеет зеленоватую окраску и при выходе из печи, он эту окраску сохраняет. А для того, чтобы получить белый цемент, а следовательно повысить белизну маложелезистого клинкера, его подвергаю отбеливанию. Отбеливание – это некий процесс, который восстанавливает Fe2_03 присутствующего в клинкере до закиси-оксида Fe3_04. Данное химическое соединение оксида железа уже не обладает красящими способностями, а следовательно его наличие способствует увеличению белизны цемента.
В конечном итоге, получают, либо простой белый портландцемент, либо белый портландцемент с минеральными добавками. Минеральные добавки в таком портландцементе составляют около 20% от общей массы.
