Vit Portlandcement

Vit Portlandcement eller vit vanlig Portlandcement (WOPC) liknar vanlig, grå Portlandcement i alla aspekter förutom sin höga vithet. Att erhålla denna färg kräver betydande modifiering av tillverkningsmetoden, och på grund av detta är den något dyrare än den grå produkten.

Används

Vit Portlandcement används i kombination med vita ballastmaterial för att producera vit betong för prestigebyggnadsprojekt och dekorativa arbeten. Vit betong har vanligtvis formen av förgjutna beklädnadspaneler, eftersom det inte är ekonomiskt att använda vit cement för konstruktionsändamål. Vit Portlandcement används också i kombination med oorganiska pigment för att producera färgglada betong och murbruk. Vanligt cement, när det används med pigment, ger färger som kan vara attraktiva, men är något matta. Med vit cement kan ljusröda, gula och gröna färger lätt framställas. Blåbetong kan också tillverkas, till viss kostnad. Pigmenten kan tillsättas vid betongblandaren. Alternativt, för att garantera repeterbar färg, tillhandahåller vissa tillverkare färdigblandade färgade cement, med vit cement som bas. För att vara "vit" måste det pulveriserade materialet ha ett reflektansvärde ( "L-värde") som överstiger 85%. En särskild framgång i användningen av WOPC och tillsatta pigment är monocouche-puts .

I vissa länder produceras en benvit klinker, som ger ett reflektansvärde över 70 vid slipning, till en kostnad som bara är lite över normal grå klinker. När detta blandas med mald masugnsslagg (upp till 60 % beroende på användning och tidig styrka) kan en cement med reflektans över 80 produceras. Den blandade cementen kan ha en produktionskostnad som är lägre än General Purpose Portlandcement (grå), men drar normalt till sig en marginal eftersom den säljs för att konkurrera med vit Portlandcement.

Tillverkning

Råblandningsformulering

Den karakteristiska gröngrå till bruna färgen hos vanlig Portlandcement härrör från ett antal övergångselement i dess kemiska sammansättning. Dessa är, i fallande ordning efter färgeffekt, krom , mangan , järn , koppar , vanadin , nickel och titan . Mängden av dessa i vit cement minimeras så långt det är möjligt. Cr2O3 _Fe2O3_hålls % hålls under 0,003% , _Mn2O3 hålls _klinkern _under 0,03 _. i % och under 0,35 De andra elementen är vanligtvis inte ett betydande problem. Portlandcement tillverkas vanligtvis av billiga, brutna råvaror, och dessa innehåller vanligtvis betydande mängder Cr, Mn och Fe. Till exempel kalkstenar som används vid cementtillverkning vanligtvis 0,3-1 % Fe ₂ O ₃ , medan halter under 0,1 % eftersträvas i kalksten för vit tillverkning. Typiska leror som används i grå cementråblandning kan innehålla 5-15 % Fe ₂ O ₃ . Nivåer under 0,5 % är önskvärda, och konventionella leror ersätts vanligtvis med kaolin . Kaolin är ganska låg i SiO ₂ , så en stor mängd sand ingår vanligtvis också i blandningen. Järn och mangan förekommer vanligtvis tillsammans i naturen, så att val av material med låg järnhalt vanligtvis säkerställer att manganhalten också är låg, men krom kan uppstå från andra källor, särskilt från slitage av kromstålssliputrustning under framställning av råblandning. Se råkvarn . Detta slitage förvärras av den höga sandhalten i blandningen, vilket gör den extremt nötande. Dessutom, för att göra en kombinerbar råblandning, måste sanden malas till under 45 μm partikeldiameter. Ofta uppnås detta genom att slipa sanden separat, använda keramiska slipmedel för att begränsa kromkontaminationen.

Med benvit klinker är den beräknade Fe ₂ O ₃ -halten i klinker högre (0,6-0,8 %) Kol kan användas (om askan har lite Fe ₂ O ₃ eller andra spårämnen). Askan i kolet är till hjälp i reaktionen eftersom den är finare än de malda råvarorna och den når högre temperaturer och smälts i lågan. Kaolin finns ibland i samband med kolfyndigheter. Det kan vara möjligt att använda koltvättsavfall, oljeskiffer och använd oljeskifferaska . Benvit klinker har ett beräknat C ₃ A (trikalciumaluminat) på 7-9%. När den blandas med mald granulerad masugnsslagg kan den uppfylla kraven på sulfatbeständighet och låg värme.

Ugnsdrift

I allmänhet drivs roterugnarna som används för att kemiskt kombinera råvarorna vid en högre topptemperatur (1600°C) än vad som krävs för tillverkning av grå klinker (1450°C). Detta kräver en högre bränsleförbrukning (typiskt 20-50 % mer) och resulterar i lägre ugnseffekt (typiskt 20-50 % mindre) för en ugn med given storlek. Anledningen till detta är den relativt lilla mängden smält vätska som produceras under sintring , på grund av den låga järnhalten i blandningen. Den slutliga reaktionen i ugnen, omvandling av belit till alite , kräver smältvätskan som lösningsmedel och är långsammare om mängden smälta är låg. Detta kan delvis kompenseras genom att till råblandningen tillsätta en kombination av kalcium och fluor i form av kalciumfluorid eller avfallskryolit . Denna kombination sänker smälttemperaturen. I fall där klinker-Fe203- _halten är över 0,2 % (vilket nästan alltid är fallet) används också de unika processerna "blekning" och "släckning " _. "Blekning" innebär att en andra låga (förutom den som används för att värma ugnen) riktas mot klinkerbädden nära ugnsutgången för att reducera Fe(III) till Fe(II). Denna minskning undviks strängt vid tillverkning av grå cement på grund av den skadliga effekt den kan ha på klinkerkvaliteten. Men vid tillverkning av vita klinker, där järnhalten är låg, är detta inget problem. Därefter, för att förhindra återoxidation av järnet, utförs "släckning". Detta består i att snabbt sänka klinkertemperaturen från 1200°C till under 600°C på några sekunder, när den lämnar ugnen. Detta innebär vanligtvis att man tappar det i vatten och tar bort det snabbt med en skruv eller för det genom en gardin av vattensprayer. Detta bidrar till processens relativt dåliga energieffektivitet, eftersom den förnuftiga värmen från klinkern inte återvinns som i normal klinkertillverkare.

Temperaturen i ugnen är inte nödvändigtvis högre än produktionen av grå klinker men den verkar högre på grund av reflektansen speciellt i gaseldade ugnar (som har en högre flamtemperatur). Med off-white klinker kan koleldning användas vilket har många fördelar för kostnader och effekt. Det är viktigt att finmala kolet och ha en brännare som ger en mycket kort ljus låga (höghastighet låg primärluft) så att överskottet av syre kan hållas lågt nära noll med kanske 0,1 % CO. Det behövs inte en andra lågan om förbränningen i kolflamman är snabb och kontrollerad. Den off-white klinkern har en ljusgrönaktig färg på grund av Fe(II). Roterugnar har begränsningar i effekt baserat på den yta som krävs för värmeöverföringen. Få gamla ugnsprocesser kan nå ytområdesgränserna på grund av begränsningar i hjälputrustning som bränsletillförsel (t.ex. brist på förkalcinering), malning av kol och råmaterial, avgasfläktkapacitet, kemisk kontroll av råblandning, brännarkvalitet, ugnskontroll etc. Med väldriven benvit klinkerproduktion kan ugnsproduktionen bara vara några få procent lägre än produktionen av grå klinker.

Klinkerslipning och hantering

Klinkern mals därefter till cement (kanske efter ett torkningsskede). Här kalciumsulfat till kontrollsetet, i form av gips eller anhydrit av hög renhetsgrad . I vissa specifikationer (ej ASTM ) kan en liten mängd titandioxid tillsättas för att förbättra reflektansen. I alla skeden krävs stor försiktighet för att undvika kontaminering med färgat material.

Specifikationer

Vit Portlandcement skiljer sig fysiskt från gråcement endast när det gäller sin färg. Dess härdningsbeteende och hållfasthetsutveckling är i huvudsak desamma som förväntas i grå cement, och den uppfyller standardspecifikationer som ASTM C 150 och EN 197. I praktiken, eftersom mycket vit cement används i prefabricerade betongprodukter, är det vanligtvis tillverkad enligt en hög tidig hållfasthetsspecifikation såsom ASTM C 150 Typ III. Detta underlättar betongtillverkarnas produktionstakt. Högre potentiell styrka hjälper också till att motverka de hållfasthetsminskande effekterna av pigmenttillsats. Utöver de vanliga specifikationerna garanterar tillverkarna produktens vithet, vanligtvis i form av en reflektansmätning , såsom L*a*b L-värde eller tristimulus . I det senare fallet används Tri-Y-värdet (grönt), eftersom vit cement med ofärgad färg tenderar att vara grönaktig. Eftersom färgen så mycket beror på "bleknings"- och "släckningsoperationerna", garanterar inte enbart en låg järnhalt god vithet.

Se även

externa länkar