Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Организации которые производят цемент

Из чего и как делают цемент?

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством. Цементная основа – вяжущие компоненты неорганического происхождения. Из цемента производятся бетонные, кладочные, штукатурные растворы, железобетонные изделия, используемые при строительстве промышленных объектов и частных построек.

Особенностью порошкообразной цементной массы, смешанной с водой, является способность постепенно твердеть, превращаясь в каменный массив. Процесс приобретения эксплуатационной прочности происходит как в воздушной среде, так и в воде. Главное условие твердения – избыточная влажность.

Все сталкивались с цементом, однако мало кто знает, из чего делают этот универсальный строительный материал, как его производят. Его основа – клинкер, специальные минеральные добавки и гипс. Рассмотрим подробно, как делают цемент, какое сырье для этого используется.

По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

  • ископаемые карбонатного типа. Это ценное природное сырье, отличающееся особенностями кристаллической структуры, физическими характеристиками. Материал может иметь кристаллическую или аморфную структуру, определяющую эффективность его взаимодействия при обжиге с другими компонентами;
  • глинистые материалы, горные породы осадочного характера. Они имеют минеральную основу, становятся пластичными, объемно увеличиваются при избыточном увлажнении. Сырье характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Карбонатные породы

Остановимся на карбонатных породах, характерными представителями которых являются:

  • Мел, являющийся горной породой осадочного характера, которая легко перетирается, относится к разновидностям мажущего известняка. Он популярен при изготовлении цемента.
  • Мергель или мергелистый известняк – ископаемые осадочного типа, которые добываются в рыхлом или твердом состоянии, отличаются удельным весом, концентрацией влаги. Содержат примеси глины, что позволяет относить их к переходному сырью, имеющему много общего с известняковыми породами и ископаемыми на основе глины.

В состав входят активные минеральные добавки (15%) в соответствии со стандартами производства

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

  • глина, содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
  • суглинки, являющиеся разновидностью глины, с повышенной концентрацией песчаной фракции и пылеобразных частиц;
  • сланцы на глинистой основе, относящиеся к горным породам с повышенной прочностью, которые при измельчении расслаиваются на пластинчатые частицы. Сырье характеризуется стабильным гранулометрическим составом, низкой концентрацией влаги.
  • лесс, представляющий рыхлую горную, непластичную породу, отличающуюся пористостью, мелкозернистостью. Содержит включения силиката, кварца.

Возможно применение отходов промышленного производства, других видов природных материалов и шлаков.

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

  • Глинозем.
  • Кремнезем.
  • Глину.
  • Плавиковый шпат.
  • Апатиты.

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

  • стойкость к воздействию коррозионных процессов;
  • устойчивость к воздействию перепадов температуры, глубоким циклам замораживания;
  • прочностные характеристики;
  • продолжительность твердения;
  • подвижность цементного раствора, его эластичность;
  • степень проницаемости водой.

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

  • Кремниевый диоксид (кремниевая кислота или кварц) – 25 %.
  • Известь – 60 %.
  • Алюминий (глинозем) – 5 %.
  • Оксиды железа и гипс – 10 %.

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

  • клинкер, определяющий прочностные характеристики, получаемый при обжиге исходного сырья (известняка, глины). Клинкер является основой конечной продукции, используется в гранулированном виде диаметром 10-60 мм. Клинкер термообрабатывается при температуре порядка полторы тысячи градусов Цельсия. Он плавится с образованием массы с высоким содержанием кальциевого диоксида и кремнезема, которые определяют эксплуатационные характеристики цементных составов. Гранулы дробятся до пылеобразного состояния с последующим обжигом;
  • гипс, процентное содержание которого определяет период твердения. Базовая рецептура предусматривает использование до 6% чистого порошкообразного гипса или гипсового камня, содержащего примеси;
  • специальные добавки, вводимые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения.

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

  • Предварительное смешивание ингредиентов для изготовления клинкера, который делают из известняка, вводимого в количестве 75%, и из глины, доля которой составляет 25%.
  • Высокотемпературный обжиг, после которого образуется клинкер. Он – результат процесса соединения глины и извести под воздействием повышенной до 1450 градусов Цельсия температуры.
  • Измельчение, осуществляемое с помощью шаровых мельниц. Они представляют горизонтально расположенные барабаны с находящимися внутри стальными шарами, обеспечивающими измельчение клинкера до порошкообразного состояния. С уменьшением фракции помола возрастают эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Этапы производства

Особенности производства предусматривают изготовление цемента различными методами, что сказывается на особенностях применяемого сырья. Это обусловлено расположением цементного производства, спецификой применяемого оборудования, спросом на определённые марки продукции.

Все варианты технологий отличаются только особенностями подготовки исходного сырья, которые осуществляются:

  • мокрым путем. Мокрая технология предусматривает использование вместо извести мела, смешивание которого с необходимыми ингредиентами происходит одновременно с измельчением в горизонтальном барабане с обязательным добавлением воды. При этом образуется шихта с концентрацией влаги 30-50%. Шихтовый материал обжигается в печи, превращаясь в шарообразный клинкер, который затем измельчается;
  • сухим методом. Сухая технология характеризуется уменьшенной себестоимостью производства цемента, сокращением технологического цикла. Это связано с объединением технологических операций, позволяющих одновременно осуществлять помол и сушку компонентов в шаровой мельнице под воздействием поступающих горячих газов. Полученная шихта имеет порошкообразную консистенцию;
  • комбинированным способом. Комбинированный вариант объединяет особенности мокрого и сухого способа производства, но на разных предприятиях имеет определенные отличия. Один из вариантов обеспечивает возможность получение полусухого состава с влажностью до 18%, произведенного путем высушивания шихты, полученной по мокрой технологии. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим ею увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом.

Заключение

Материал статьи предоставляет информацию о том, как делают цемент, какое сырье применяют, какие технологические особенности используют в процессе производства. Имеется множество технологических нюансов, которыми в совершенстве владеют специалисты, занимающиеся изготовление цемента.

История возникновения цемента: как менялся материал

Великая Китайская стена, пирамида Нимуса, римский Пантеон, все эти чудеса архитектуры объединяет незаменимый стройматериал – цемент. Конечно, состав цемента сегодня отличается от того, каким он был во II веке до нашей эры.

Принято считать, что цемент – это отдельный стройматериал, но на самом деле, это искусственно вяжущее вещество на основе разных компонентов. Давайте разберемся, что же такое цемент, и кто его придумал.

Откуда взялся цемент

Древние римляне первыми применили массовое строительство из цемента. Они первыми придумали рецепт вяжущего вещества. Но основной компонент, а именно известь, открыли еще этруски в 8 веке до нашей эры . С этого открытия началась история цемента .

Смешав гашеную известь с вулканическим пеплом Везувия, римляне получили стройматериал, который оставался прочным даже под водой. Так появился первый гидравлический цемент. И сегодня мы можем убедиться в этом, посетив Колизей и Римский Форум.

Китайская стена строилась и разрушалась на протяжении многих веков. Но только во времена династии Мин ( 14-17 век н.э. ) появился уникальный цементный раствор из гашеной извести и вареного риса. Эта смесь позволила сохранить не только это чудо света, но и множество гробниц и храмов.

Профессор Джозеф Давидовиц из Швейцарии доказал, что пирамида Хеопса была построена из бетона. Внутри одного из исследуемых блоков нашли человеческий волос. Это доказало, что сначала замешивали раствор, а после, создавались бетонные блоки.

В 1796 году Д. Паркер запатентовал романцемент – вяжущий материал, способный затвердевать как на воздухе, так и в воде. Но этот материал был недостаточно прочным.

Благодаря Джозефу Аспиду 21 октября 1824 года появился портландцемент . Эту дату можно считать днем рождения современного цемента. Назван он так в честь городка Портленд, где добывают природный камень, по цвету совпадающий с цементом.

Современный портландцемент

Портландцемент стал одним из самых популярных типов цемента. В его составе измельченный клинкер и двуводный гипс. В современный портландцемент вводятся различные добавки, которые делят его на 5 основных видов:

  • Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) состоит из клинкера, гипса, минеральных добавок и шлаков. Такой состав позволяет БТЦ в первые трое суток твердеть на 70% быстрее, чем обычный цемент.
  • Пластифицированный портландцемент содержит суперпластификаторы, которые делают бетон более текучим. Такая особенность необходима при постройке объектов, которые подвергаются изменению уровня влажности и температур.
  • Пуццолановый портландцемент (ПЦЦ) помимо основных компонентов содержит активную кремнеземистую добавку. Она повышает стойкость к воздействию пресных и соленых вод. Такой вид цемента широко используется для постройки сооружений во влажных условиях. Также этот вид цемента становится прочнее под воздействием высоких температур.
  • Композиционный портландцемент производится с добавлением металлургических шлаков. Такой состав позволяет ему обладать сверхпрочными свойствами. Этот вид цемента используется для изготовления железобетонных блоков, и для строительства во влажных условиях.
  • Дорожный портландцемент смешивается с добавлением доменного гранулированного шлака. Эта добавка не дает бетонной смеси схватываться в течении первых 2 часов. Такое свойство необходимо в условиях дорожных работ. Для придания смеси повышенных морозостойких свойств, в бетон добавляют пластификаторы и воздухововлекающие добавки.

В зависимости от требований к прочности, портландцемент делится на марки от М100-М600 . Наиболее востребованными марками являются М400 и М500 .

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова»

новости / события

Как в Германии производят цемент (15 мая 2015 года)

В апреле большая группа студентов кафедры технологии цемента и композиционных материалов (ТЦКМ) БГТУ им. В.Г. Шухова побывала в Германии на стажировке.

Этот визит организован в рамках договора о сотрудничестве, который был подписан в конце 2014 года заведующим кафедрой цемента и композиционных материалов, д.т.н., проф. И.Н. Борисовым. Напомним, что Иван Николаевич был приглашен в Германию, для чтения цикла лекций работникам немецких предприятий по производству стройматериалов «Особенности производства клинкера при мокром способе его получения».

Претенденты для поездки на стажировку отбирались из числа отличников учебы. Сорок пять студентов 3-5 курсов боролись за это право. Так, что группа комплектовалась на конкурсной основе. Помимо успешной учебы, важным показателем было участие в научно-исследовательской работе кафедры, наличие публикаций в научных и отраслевых журналах. Это не просто лучшие из лучших, но и те, кому действительно важно побывать в одном из лучших европейских научных центров, познакомиться с новейшими методами проведения исследований, увидеть работу европейских ученых, так сказать, изнутри. Через несколько лет эти ребята придут трудится на цементные заводы, где, как правило, установлено именно немецкое оборудование и смогут применить полученные знания и навыки на практике. Внедрение новых технологий должно привести к снижению себестоимости цемента, а значит и цен на «квадратные метры».

В прошлом году организацией визита шуховцев занималась компания ThyssenKrupp Industrial Solutions, в этот раз делегацию принимала фирма Christian Pfeiffer Maschinenfabrik GmbH (CPB).

Аспирантка Ольга Мандрикова поделилась впечатлениями: «Наверняка каждому интересно узнать, как устроено производство за рубежом. Нам посчастливилось посетить Германию и своими собственными глазами увидеть тонкости технологий и агрегатов, применяемых в немецкой цементной промышленности. Программа была насыщенная и интересная, каждая минута оставила яркие впечатления. В компании Christian Pfeiffer Maschinenfabrik GmbH (CPB), специализирующейся на изготовлении оборудования для помола цемента и измельчения других минеральных материалов, нам рассказали о компании и её продукции. Остановились на помольных установках, их внутреннем устройстве, о системе инспекции подобного оборудования. Здесь же нас познакомили с проектами комплексных помольных отделений, выполненных данной фирмой почти по всему миру: в Австралии и Бельгии, Египте и Польше, и др. А еще мы увидели, как осуществляется процесс производства цемента на заводе Phönix. Конечно, мы хорошо знаем, как функционируют цеха подобного предприятия, тем интересней было увидеть, как всё это организовано в Германии».

Важным был и визит во всемирно-признанный научно-исследовательский институт Verein Deutscher Zementwerke (VDZ), где читал лекции профессор БГТУ им. В.Г. Шухова И.Н. Борисов. Студентов здесь познакомили с опытом использования альтернативных видов топлива в цементной промышленности, также были продемонстрированы различные лаборатории (физических испытаний, бетона, рентгеновская и технологическая лаборатории) с современными приборами, позволяющими проводить эффективный анализ контролируемых параметров, машины для помола материала и их модели.

«Невозможно описать все наши впечатления и эмоции. Для нас была подготовлена обширная культурная программа. Мы увидели готические соборы, узкие извилистые улочки, несметное число велосипедистов в городах, а за их пределами – огромные ветряные мельницы, настоящие фермерские хозяйства. Встретили нас очень радушно, как старых добрых друзей», — продолжила Ольга.

Стало хорошей традицией, что делегации нашего вуза проживают в небольшой частной гостинице с забавным для русского слуха названием «Имение Бэттманнов»! Эта гостиница, находящаяся в сельской местности, уже полюбилась шуховцам. Здесь, по отзывам студентов, радушно встречают постояльцев. Восторг вызвало и вкуснейшее питание: «Утром настоящий домашний сыр, масло, творог, пять видов хлеба, разнообразные колбасы, фрукты – все это на шведском столе во время завтрака. В обед: супы-кремы, свиные рулетики, знаменитые немецкие колбаски», — такими бытовыми подробностями поделились студенты.

Но самое главное, будущие цементники получили новые знания, новый опыт, который им предстоит применить в научных и дипломных проектах, а затем воплощать на производстве.

Кафедра технологии цемента и композиционных материалов (ТЦКМ) нашего университета на протяжении нескольких лет успешно сотрудничает с немецкими коллегами: предприятиями строительной индустрии, фирмами, производящими оборудование для цементных и других заводов этой отрасли, а также с научными и учебными центрами. Представители ведущих компаний Германии принимают участие в чтении лекций и проведении мастер-классов на курсах повышения квалификации работников цементных предприятий стран СНГ, которые традиционно организуются кафедрой ТЦКМ БГТУ им. В.Г. Шухова.

В настоящее время на кафедре уже готовят следующий российско-немецкий проект. Фирма Christian Pfeiffer на базе БГТУ им. В.Г. Шухова планирует провести семинар для представителей цементных заводов.

Виктория Горяйнова

фото предоставлено участниками стажировки

Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите всё предложение с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter.
Затем укажите, какое слово или цифру нужно исправить.

Из чего делают цемент?

👷‍♂️Для изготовления раствора при постройке фундамента или кирпичной кладки используется связующее вещество, которое называется цемент. Рассмотрим из чего

  1. Сырьевые материалы
  2. Что такое цемент?
  3. Нормативные документы
  4. Видео описание
  5. Корректирующие добавки
  6. Что такое марка цемента
  7. Видео описание
  8. Состав
  9. Производство бесклинкерного цемента
  10. Как сделать цемент в домашних условиях
  11. Процесс изготовления
  12. Коротко о главном
  13. Отправим материал на почту
  14. Видео описание
  15. Сотрудничество с «АльфаЦем»
  16. Советы

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

  • ископаемые карбонатного типа. Это ценное природное сырье, отличающееся особенностями кристаллической структуры, физическими характеристиками. Материал может иметь кристаллическую или аморфную структуру, определяющую эффективность его взаимодействия при обжиге с другими компонентами;
  • глинистые материалы, горные породы осадочного характера. Они имеют минеральную основу, становятся пластичными, объемно увеличиваются при избыточном увлажнении. Сырье характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Что такое цемент?

Цемент – это стройматериал, который выступает в качестве вяжущего элемента в различных растворах. В целом он представляет собой серый порошок. В отдельно взятых случаях он может иметь изумрудный оттенок. Итоговый цвет цементного порошка зависит от добавок, которые в нём содержатся.

Чтобы получить бетонную смесь, необходимо смешать цемент, воду, песок. При необходимости могут добавляться и другие компоненты. Их выбор зависит от целей и задач, которые необходимо решить. После добавления воды все компоненты образуют пластичную массу, которая со временем начинает затвердевать и трансформироваться в высокопрочный искусственный камень.

Нормативные документы

Любой строительный материал требует обязательной сертификации. Существует огромный перечень ГОСТов и СНиПов, согласно которым выпускаются цементные смеси. Стандарты определяют не только качество сырья, но и сферу применения, правила транспортировки, тестирования и много другое.

Где посмотреть нормы:

  • ГОСТ 31108-2003 «ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
  • ГОСТ 30515-97 «ЦЕМЕНТЫ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
  • ГОСТ 10178-85 «ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИя».

В этих же документах можно найти дополнительные акты и стандарты, которые помогут правильно выбрать материал для строительных работ.

Видео описание

В этом видео показан химический состав цемента

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

  • Глинозем.
  • Кремнезем.
  • Глину.
  • Плавиковый шпат.
  • Апатиты.

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

  • стойкость к воздействию коррозионных процессов;
  • устойчивость к воздействию перепадов температуры, глубоким циклам замораживания;
  • прочностные характеристики;
  • продолжительность твердения;
  • подвижность цементного раствора, его эластичность;
  • степень проницаемости водой.

Что такое марка цемента

Прочностной характеристикой портландцемента является его марка, которая устанавливается по результатам испытаний кубических образцов с гранью 10 см на сжатие. Состав раствора для заполнения форм: на 1 часть вяжущего порошка 3 меры чистого кварцевого песка.

После добавления воды масса перемешивается и остается твердеть на 28 дней. Заливается одновременно 6-10 металлоформ.

Из них произвольно отбирается 6 образцов и раздавливается под прессом. Среднее арифметическое давление рассчитывается по 4 кубикам, разрушившимся под наибольшей нагрузкой. Значения, измеренные в кг/см², укажут на марку цемента по ГОСТ 10178-85. Отображение напряжения в метрической системе единиц выполняется по ГОСТ 31108-2003 в МПа. Здесь распределение осуществляется по классу прочности цемента.

Получается, что для оценки прочностной характеристики одновременно пользуются старой и новой классификациями. Цифровой ряд марок: М200, М300, М400, М500, М600. Соответствующие значения класса твердости: В15; В22,5; В32,5; В42,5; В52,5.

Видео описание

В этом видео показано, как и из чего делают цемент

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

  • Кремниевый диоксид (кремниевая кислота или кварц) – 25 %.
  • Известь – 60 %.
  • Алюминий (глинозем) – 5 %.
  • Оксиды железа и гипс – 10 %.

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

  • клинкер, определяющий прочностные характеристики, получаемый при обжиге исходного сырья (известняка, глины). Клинкер является основой конечной продукции, используется в гранулированном виде диаметром 10-60 мм. Клинкер термообрабатывается при температуре порядка полторы тысячи градусов Цельсия. Он плавится с образованием массы с высоким содержанием кальциевого диоксида и кремнезема, которые определяют эксплуатационные характеристики цементных составов. Гранулы дробятся до пылеобразного состояния с последующим обжигом;
  • гипс, процентное содержание которого определяет период твердения. Базовая рецептура предусматривает использование до 6% чистого порошкообразного гипса или гипсового камня, содержащего примеси;
  • специальные добавки, вводимые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения.

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Производство бесклинкерного цемента

Сырьем для бесклинкерного цемента являются доменный или гидравлические шлаки, активаторы и другие дополнительные компоненты. Смесь из подготовленных и взятых в нужных пропорциях компонентов, дробят и перемалывают до мелкодисперсного со стояния. Для бесклинкерного цемента характерны:

  • устойчивость к различным воздействиям окружающей среды;
  • экономичность производства, благодаря невысоким энергозатратам;
  • утилизация отходов металлургических и других производств, что положительно влияет на состояние окружающей среды;
  • различные цвета и свойства конечного продукта, которые можно получать без изменения основных этапов технологического процесса и привлечения дополнительного оборудования.

Как сделать цемент в домашних условиях

Прежде всего стоит сразу уяснить, что качественного продукта в домашних или гаражных условиях получить не удастся. Мало знать, как самому сделать цемент, ведь кроме этого потребуется приобрести специальное оборудование, ну или приложить максимальные мускульные усилия, что в конечном итоге оказывается довольно затратным и утомительным. Гораздо легче приобрести готовое изделие в магазине.

Наиболее простым способом получить в домашних условиях раствор, пригодный для цементирования мелких трещин, является приготовление смеси на основе следующих ингредиентов: воды, водной извести и каменной золы. Эти вещества перемешивают до получения однородной, вязкой массы, которую необходимо сразу же использовать, так как срок хранения этого раствора составляет не более двух часов.

Прочие варианты самостоятельного изготовления цемента предусматривают наличие печи для обжига материала и мельницы для размалывания клинкера в порошок.

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

  • Предварительное смешивание ингредиентов для изготовления клинкера, который делают из известняка, вводимого в количестве 75%, и из глины, доля которой составляет 25%.
  • Высокотемпературный обжиг, после которого образуется клинкер. Он – результат процесса соединения глины и извести под воздействием повышенной до 1450 градусов Цельсия температуры.
  • Измельчение, осуществляемое с помощью шаровых мельниц. Они представляют горизонтально расположенные барабаны с находящимися внутри стальными шарами, обеспечивающими измельчение клинкера до порошкообразного состояния. С уменьшением фракции помола возрастают эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Коротко о главном

Цемент – это связующее вещество, которое при застывании становиться крепким и может заменить собой камень. Чаще всего его используют для создания фундамента, соединения кирпичей или блоков, а также изготовления плитки или облицовочных материалов.

В зависимости от вида цемента отличается его состав. Поэтому следует знать какие есть разновидности этого вещества, так как некоторые их них используются только в узконаправленных предприятиях. Например, тампонажный цемент применяется только при герметизации газовых или нефтяных скважин, а сульфатостойкий – при сложных географических и погодных условиях.

Хим. добавки для производства цемента

Цемент – это популярный, один из главных стройматериалов, являющийся искусственным минеральным гидравлическим веществом неорганической природы, имеющий вяжущие свойства. Контактируя с водой, водными растворами солей и прочими жидкими средами, формирует массу с пластичными характеристиками, которая в дальнейшем становится твердой и трансформируется в камневидный материал. Главнейшее предназначение цемента – применение в качестве компонента бетона и стройрастворов. С его помощью создают бетон и укрепленные арматурой сооружения, фундаменты и балочные конструкции в многоэтажных строениях.

Выступая гидравлическим вяжущим, он обладает такой особенностью, как получение прочностных качеств во влажных условиях. В этом состоит его принципиальное отличие от прочих минеральных вяжущих, например, от гипса и воздушной извести, затвердение которых происходит исключительно в воздушной среде.

Из чего производят цемент? Основной компонент, составляющий данный материал – клинкер. Именно он сказывается на свойствах и крепости. Также используют хим. добавки для производства цемента. Согласно стандартам изготовления, активных минеральных добавок в его структуре может пребывать около 15 %. Их влияние в таком объеме на главные качества и тех. характеристики небольшое. Повысив объем добавок до 20 %, можно изменить свойства цемента, который в таком случае уже будет являться пуццолановым цементом.

Главным образом, в состав могут входить соединения глины и карбонатов, в некоторых случаях – искусственные сырьевые компоненты (отходы, шлаки) или естественные субстанции, как например, остатки оксида алюминия.

Рассыпное состояние материала характеризуется объемным весом 900-1300 кг/м 3 , более плотное – до 2000 кг/ м 3 .

Изготовление цементов с добавками и без регламентируют соответствующие стандарты.

Состав напрямую отображается на свойствах данного стройматериала. Среди основных:

мех. прочность. По прочностным характеристикам цементы бывают четырех типов: 400, 500, 550 и 600. Этот показатель обуславливает устойчивость к разрушению под влиянием определенных факторов;

время застывания. Важнейшее свойство, влияющее на процесс укладки цемента. При нормальной густоте и работе с ровными поверхностями материал должен равномерно менять объем в процессе высыхания. В ином случае чрезмерное напряжение может негативно отобразиться на состоянии покрытия, привести к его преждевременному разрушению. Чтобы определить, как будет меняться объем, можно провести предшествующее укладке тестирование (кипячение застывших цементных лепешек);

зернистость помола. Данный показатель влияет на скорость, с которой происходит высыхание, а также на прочность сооружения. Чем измельченнее материал, тем более крепким и лучшим он является. В наибольшей степени эти преимущества проявляются на начальном этапе твердения. Зернистость, как правило, составляет 3000-3200 кг/м 3 , а определяет ее удельная поверхность компонентов, находящихся в 1 кг цемента;

плотность. Определяется размером воды при затворении, применяемым при приготовлении смеси. То есть, сколько воды необходимо, чтобы укладка была нормальной, а высыхание происходило, как полагается. Уменьшить водорасход и увеличить цементопластичность позволяют пластификаторы как органические, так и неорганические;

устойчивость к низким температурам, то есть возможность противостоять кратковременной заморозке воды, повышающей параметры на 8-9 %. Важность данного показателя объясняется тем, что в замороженном состоянии происходит давление воды на цементопокрытие, приводящее, в свой черед, к нарушениям структуры и постепенному разрушению;

сцепление с арматурой. Должно быть надежным во избежание сдвига арматуры в цементе. Это главный фактор, который обеспечивает совместное функционирование арматуры и цемента, дает возможность работать под нагрузкой, использовать конструкцию в качестве цельного монолита;

выделение тепла. Когда цемент застывает, происходит тепловыделение. Застывание должно происходить медленно и постепенно, чтобы покрытие было равномерным и по всему его периметру не образовывались трещины и расколы. Чтобы достичь оптимальных объемов и скорости выделения тепла (уменьшить эти показатели), можно задействовать спец. минералогические составы.

Виды цемента

На сегодняшний день промышленность предлагает различные виды данного строительного материала.

Зависимо от сырья, цемент может быть известковым, мергелистым и глинистым со шлаком и бокситом. Последний вид примечателен водонепроницаемостью, морозо- и огнестойкостью. Еще по вещественному составу существует разделение на чистоклинкерные (бездобавочные) цементы и те, в состав которых входят минеральные добавки. По назначению – на общестроительные и специальные. Общестроительные, в свою очередь, по скорости затвердевания делятся на те, которые твердеют нормально, и те, которые быстро. По срокам схватывания цементы бывают медленно-, нормально- и быстросхватывающимися.

Если брать за основу разделения главный минерал, можно выделить следующие виды:

— романцемент. Здесь преобладает белит. В наши дни такой цемент практически не изготавливают;

— портландцемент. Основа – алит. Самый популярный вид в современном строительстве;

— глиноземистый Ц. Доминирует алюминатная фаза;

— магнезиальный Ц. Связующее, которое именуют также цементом Сореля. Производится, в основном, из магнезита. Затворение происходит при помощи водных солевых растворов;

— кислотоупорный Ц. В основе – гидратированный силикат натрия. Совокупность белый песок + кремнефтористый натрий, затворяемая водным раствором жидкого стекла.

По технологии изготовления цементы бывают сухими и мокрыми. Отдельно можно выделить биоцемент, отличие которого состоит в применяемых производственных технологиях, а именно биотехнологиях.

Если брать за основу такую характеристику, как прочность, существуют различные марки цемента: от М200 до М600. Шаг может составлять 50 или 100. О чем говорят эти числа? О том, в сколько раз проявляется крепость при стискивании: в 100-600 кг/см² (10-60 МПа). Обозначения М200, М300, М400, М500 и М600 гарантируют, что заявленная прочность при сдавливании будет не меньше этих величин.

Марка цемента влияет на его применение и стоимость. Так, М600, благодаря высокопрочности, имеет наибольшую цену. Его еще называют военным или фортификационным, ведь, зачастую, используют при возведении сооружений оборонного значения (бункеров, шахтных пусковых установок и т.д.).

Кроме марок, которые обуславливает крепость, выделяют и прочностные классы. В чем их отличие? В том, что выведение прочности происходит не усредненно, а с 95 %-ной точностью (когда 95 проб из 100 отвечают сообщенному классу). Классы обозначаются числами от 30 до 60 (крепость при сдавливании в МПа). Отдельной группой стоят цементы без нормирования прочности на сжатие.

Также не стоит забывать о цементе для стройрастворов (малоклинкерном композиционном), предназначение которого – кладка и штукатурка. Чтобы его создать, измельчают не только портландцементный клинкер и активные минеральные добавки, но и наполняющие компоненты.

Портландцемент и шлакопортландцемент – в чем разница между этими двумя материалами? В том, что первый оперативнее твердеет, а минеральных добавок в его составе находится 10-15 %. Главные компоненты (клинкер и гипс) обжигают при t 1500 °C. Без него сегодня практически не обходится строительная отрасль. А основное достоинство выглядит, как возможность трансформироваться в твердую камнеглыбу, в том числе, при контакте с водной средой.

Кроме этих двух видов, отдельно выделяют цемент, затвердевающий в воде, напрягающий (оперативно поддается схватыванию и высыханию), тампонажный (подходит для создания газовых и нефтяных скважин), декоративный (белого цвета) и сульфатоустойчивый (твердеет более медленно, однако обладает высокой стойкостью к низким температурам).

Как делают цемент

Весь производственный процесс можно условно разделить на два объемных технологических процесса: получение клинкера (требует больших затрат труда и энергии), помол клинкера совместно с определенными добавками. Сырье для создания клинкера добывают в спец. разработанных карьерах.

Клинкер – это результат обжига сырьевых компонентов (известняк, глина, рухляк, доменный шлак, нефелиновый шлам и др.), взятых в нужном соотношении, в ходе которого формируются силикаты кальция, алюмоферритная и алюминатная фазы. Печь для обжига выглядит как вращающийся цилиндр из металла, который, к тому же, наклонен под нужным углом, обеспечивающим перемещение материала вдоль печи. В ней происходят сложные физ.-хим. процессы. Условно печь можно разделить на несколько зон, в которых осуществляются такие технологические этапы, как подогрев, декарбонизация, экзотермические реакции, спекание и охлаждение.

После обжига клинкер охлаждают в холодильных камерах, измельчают и подают, используя транспортеры, в бункеры мельниц для дальнейшего помола, в частности, и вместе с минеральными добавками. Уже из мельниц полученный материал перемещают в специально отведенные для хранения места.

Для многоэтапного контроля качества, соблюдения правильных дозировок компонентов и тестирования конечного продукта на прочность на предприятиях оборудуют лаборатории.

Для транспортировки используют ж/д вагоны или автотранспорт. Перевозка может осуществляться насыпью, в контейнерах массой до 1 т или в бумажных мешках, к примеру, по 50 кг.

Минеральные добавки для цемента

Роль минеральных добавок, выступающих заменой части клинкера, заключается в присвоении цементу особых рабочих и эксплуатационных свойств: скорость твердения массы, стойкость к воздействию природных вод, морозоустойчивость и др. Также они призваны минимизировать расход энерго- и материалоресурсов.

Активными минеральными добавками могут выступать искусственные и неорганические природные вещества, имеющие гидравлические и/или пуццолонические свойства. Их тонко измельчают, а после смешивают с гипсом и гашеной строительной известью. Данная смесь уникальна в своем роде, она после воздушного твердения может дальше твердеть под водой.

Среди популярных минеральных добавок можно выделить:

— осадочные (опоки, трепелы, диатомиты);

— вулканические (трассы, пемзы, туфы, пеплы);

— искусственные (кремнеземистые отходы, углистые/глинистые сланцы, зола и зола-унос, шлаки).

Их задействование дает возможность получать пуццолановый портландцемент, который содержит в своем составе до 30 % осадочных веществ и до 40 % вулканических. Его тонкость помола и периоды схватывания такие же, как у классического портландцемента. В самом начале твердения прочность увеличивается медленно. Однако пуццолановый состав более стойкий к влаге, что объясняется гидратацией клинкерных компонентов и взаимодействием минеральной добавки с гидратом кальциевого оксида, формирующегося при отверждении клинкера.

Химические добавки для разных цементных смесей

Хим. добавки позволяют производить различные виды цемента с разными характеристиками.

Так, 5 %-ный алюминий оксид используют для создания сульфатостойких портландцементов (СПЦ), а также всех цементов, основой которых служит глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер. Оксид алюминия выступает ускорителем схватывания и твердения. Среди иных интенсификаторов: поташ, сульфат натрия, нитрат кальция, хлорид кальция. Используя ускорители схватывания, необходимо учитывать, что возможна некоторая потеря итоговой прочности.

Важная добавка для создания кислотоупорных цементов, имеющих в своем составе наполнители – натрий кремнефтористый. Это ускоритель твердения, влияющий в дальнейшем на прочность материала, его жаро- и термостойкость, водо- и кислотоупорность. Но нельзя переусердствовать с внесением данного вещества, ведь его чрезмерное введение может привести к уменьшению механической прочности материала, потере водоустойчивости и слишком быстрому схватыванию, сильно затрудняющему рабочий процесс. Оптимальный объем – 4-6 % от веса наполнителя.

Чтобы создавать жаростойкие цементы, можно использовать такую добавку, как стекло жидкое натриевое. Она также ускоряет твердение, в больших количествах позволяет достигать высокой гидроизоляции. Однако существует очень тонкая грань между большими и чрезмерными объемами, которые, как и в случае с иными интенсификаторами, могут в итоге привести к потере прочности. За этим следует очень внимательно наблюдать.

Не стоит забывать и о противоморозных добавках, позволяющих работать с цементами при низких температурах. Яркий пример – хлорид кальция, который, к тому же, ускоряет схватывание и твердение в обычных условиях, а также помогает реанимировать лежалые цементы. Как вариант, в качестве противоморозной добавки можно использовать поташ, мочевину, нитрат натрия или нитрат кальция. Последнее вещество действует на материал в комплексе, позволяет не только выполнять работы в морозы, но и ускорять набор прочности, препятствовать образованию трещин, замедлять коррозию арматуры, получать качественные поверхности.

В цементной отрасли имеют место и суперпластификаторы – синтетические вещества, используемые в размере 0,1-1,2 % от массы цемента. Им свойственен сильный разжижающий эффект, время действия которого ограничивается сроком 2-3 часа с момента добавления. Самый распространенный суперпластификатор – сульфат натрия.

Очевидно, что минеральные, как и хим. добавки для производства цемента имеют большое значение в данной отрасли. Они не только влияют на сам материал, но и обуславливают свойства, характеристики и долговечность возведенных с его применением конструкций. Поэтому к их выбору и использованию важно отнестись со всей ответственностью.

Остались вопросы по данной теме? Не можете самостоятельно определиться с той или иной добавкой для конкретного вида цемента или выполнения ею какой-либо задачи в смеси? Обращайтесь! Наши специалисты с радостью помогут вам в этом!

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Расход цемента при торкретировании
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector