Как делают цемент: технология производства цемента

Состав цемента

  1. Клинкера. Вещество основано на глине и известняке, используется для определения прочности материала. Производится путем обжига глины и известняка. Под воздействием высоких температур плавится, преображаясь в гранулированную фракцию с высоким содержанием кремнезема. Затем обжигается повторно.
  2. Гипса. Используется для регулирования процесса твердения цемента. Вводится в состав в количестве не более 5%.
  3. Активных минеральных добавок. Они способствуют улучшению свойств цементного состава и расширению области его использования.

При изготовлении продукции могут быть использованы другие добавки, например, окислы кальция, магния, фосфора, соли. Но они используются в небольших количествах. Их вносят для того, чтобы получить установленные характеристики — жаропрочность, кислотоустойчивость и пр.

Если технологический процесс позволяет, то в состав могут быть введены пластификаторы.

  1. Препятствовать проникновению влаги в конструкцию.
  2. Уменьшение времени затвердевания.
  3. Увеличение прочности.
  4. Стойкость к колебаниям температур, влиянию агрессивных сред.
  1. Портландцемент. Самая распространенная модификация, в составе которой около 80% силиката кальция. Используется при различных строительных работах. Добавление красящих веществ улучшает декоративные свойства цемента, позволяя использовать его для отделочных работ.
  2. Глиноземистый. Отличается ускоренным твердением. Благодаря этому свойству его используют на объектах, которым необходима срочная реставрация, например, устранение разрушений после аварий, пожаров.
  3. Магнезиальный. Основной компонент — оксид магния, добавляет составу прочности, повышает адгезию к древесине. Однако из-за повышенной склонности к коррозии используется редко.
  4. Кислотоупорный. В процессе изготовления в состав вносится наполнитель — гидроксиликат натрия, затворяющийся жидким стеклом. Используется в кислотостойких бетонах и растворах.

В производстве цемента используют известь, которая предварительно гасится, очищенная глина и другие дополнительные материалы, которые все вместе нагреваются до определенной температуры (до 1450 градусов Цельсия). Потом уже полученная смесь измельчается до образования порошка. Каждый вид порошка имеет свою прочность, а, соответственно, и стоимость, которые между собой отличаются.

  • известково-шлаковый – содержит 30% извести и 5% гипса;
  • фосфатный – в своем составе имеют измельченные оксиды и фосфорную кислоту и другие составы, которые в определенном соединении друг с другом производят фосфатное затвердевание – твердеющий при нормальной температуре и во время нагревания до 573 К;
  • тонкомолотый (ТМЦ) – портландцемент в соединении с песком и минеральным добавками (перлиты, известняки, шлаковые, зольные и вулканические материалы);
  • кислотоупорные – смеси с растворимым стеклом, водным раствором силиката натрия, кислотоупорные наполнители для твердения;
  • смешанный – основным веществом в составе является оксид кремния, плюс добавки: обожженные разновидности глины, всевозможные шлаки, зольные вещества, особенно топливные, гипс, керамзит, осадочные горные породы и др.;
  • цветной – смешивается белый цемент с пигментным порошком или красителем, либо совместно обжигаются и мелются клинкерное сырье и окись хрома, железный сурик или охра;
  • специальный тампонажный – совместное измельчение триэтаноламина, гипса и клинкера;
  • кладочный – содержит 20% портландцементного клинкера, доменные шлаки в виде гранул, зольные, кварцевые, известняковые, мраморные и другие минеральные материалы;
  • водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) – оксид алюминия, известняки и бокситы – основные ингредиенты состава такого цемента;
  • шлакощелочной – отходы и шлаки доменных печей вместе с щелочами образуют прочный и хорошо затвердевающий стройматериал, который присутствует на рынке уже порядка 40 лет и до сих пор в широте применения не уступает другим видам цемента;
  • турецкий – содержит 59% СЗ силиката и алюмината имеет уникальные эстетические и эксплуатационные свойства белого цемента, в последнее время набирает все большей популярности;
  • китайский – портландцемент с минерализацией и добавками различных примесей (глиноземных, минеральных и др.);
  • шлаковый портландцемент – шлаки в совокупности с щелочными активизаторами или ангидритом обжигаются по определенной технологии, весьма популярен и широк в применении;
  • сульфатостойкий – обычный цемент обогащенный модифицирующими добавками, которые придают большей крепости и прочности бетонным изделиям;
  • расширяющийся – его основное свойство увеличиваться в объеме при твердении на воздухе за счет определенных гидравлических веществ;
  • пуццолановый – смесь, которая представляет собой вяжущее гидравлическое вещество, затвердевающее при воздействии с водой или влаги;
  • пластифицированный – весьма пластичное, но прочное вещество, которое имеет такие свойства благодаря специфическим добавкам придающим пластику смеси;
  • песчанистый – цементный клинкер смешивается в помоле с гипсом, песком и кварцем, автоклавное твердение;
  • напрягающий – смесь, которая имеет гидравлические и расширяющие свойства, очень устойчив к коррозии, низким температурам и воде;
  • магнезиальный цемент – основным веществом такого цемента является оксид магния, который затворен хлоридами вместе с сульфатами магния, прочен и влагостоек;
  • карбонатный – изготавливается на основе глинистых или сидеритовых карбонатных пород, плюс 25-30% известняков или доломитов;
  • глиноземистый – известняк либо любые другие вещества с глиноземом является очень хорошим вяжущим материалом;
  • гидрофобный – портландцемент с гидрофобными добавками (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, синтетические жирные кислоты или их остатки и петролатум окисленный) обладает высокими показателями водо- и воздухонепроницаемости;
  • водонепроницаемый расширяющийся – смесь, изготовленная путем помола глиноземистого цемента с гидроалюминатом кальция и гипса, ярко выраженный увеличитель объема при затвердевании;
  • быстротвердеющий – благодаря наличию определенного процента добавок в таком цементе он имеет самые высокие показатели быстрого затвердевания;
  • белый – такой цвет смесей получается за счет каолина, особой горной породы фарфоровой глины и мела, которые придают цементу многофункциональности, ведь его можно смешивать сухим красками, шпатлевками и штукатурками не утрачивая, при этом, своих свойств высокой прочности;
  • композиционный портландцемент – содержит в себе улучшающие прочность, морозо- и влагоустойчивость  минеральные добавки;
  • белый портландцемент – содержит высокий процент силикатных и глиноземистых веществ, что значительно повышает его эксплуатационные и качественные характеристики, такие, например, как прочность и водонепроницаемость.

Фосфатный цемент применяют там, где требуется устойчивость к повышенным атмосферным температурам или сцепление с разными другими материалами. Они с успехом выполняют защитную роль различных конструкций, в том числе и металлических.

Тонкомолотый цемент (ТМЦ) применяется для изготовления бетонных или железобетонных изделий, а также монолитных конструкций. Прекрасно переносит добавки вяжущих веществ, что еще больше увеличивает его прочность, затвердевание, водонепроницаемость и другие качества.

Кислотоупорный цемент используют в качестве защиты химической аппаратуры от влияния кислотосодержащих препаратов или веществ. Имеет частичную влагоустойчивость.

Смешанные цементы чаще всего используются для строительства подводных или подземных конструкций, автомобильных дорог, изготавливают из этих материалов санитарные и технические кабины.

Обратите внимание

Кладочный цемент более всего удобен для штукатурных, плиточных или кладочных работ. Однако в обязательном порядке к ним следует добавлять различные добавки и необходимые компоненты.

Как видно из краткого обзора, видов цементов очень много, поэтому чтобы сделать нужный и правильный выбор того или иного материала, следует всегда учитывать сначала его прямое назначение, а потом уже, если это возможно, обогащать или улучшать тот иной вид цемента различными добавками или дополнительными смесями.

Еще одним требованием к эффективной работе с цементом, подбором марки и разновидности может быть учет всех нюансов, которые могут возникнуть во время будущей эксплуатации помещения. Это и влагостойкость, и перепады температуры и кислотоупорность и мн.др.

, что может существенно повлиять на качество износа той или иной цементной поверхности.

Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4·2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Итак, мы знаем, из чего состоит цемент, но за счет чего получают разные виды этого строительного материала? Дело в том, что свойства сортов цемента зависят от пропоций перечисленных компонентов, а также от различных минеральных добавок, влияющих на его химический состав.

Для примера рассмотрим составные части портландцемента, который более всего востребован в строительной промышленности:

  • CaO — это формула оксида кальция, более известный нам как негашеная известь — его минимальная доля в цементе 62%;
  • SiO2 – диоксид кремния или кремнезем — не менее 20%;
  • Аl2O3 – оксид алюминия или глинозем — не менее 4%;
  • Fe2O3 — оксид железа, магнитный железняк — 2%;
  • MgO — оксид магния или жженая магнезия — 1%.

Оставшаяся процентная доля — это дополнительные присадки, которые вводятся в состав цемента для достижения требуемых характеристик.

Виды и свойства цементов

Цемент является одним из самых востребованных строительных материалов. Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехприборов.

Предлагаем ознакомиться  Как сохранить на зиму свежий укроп: принципы хранения свежей зелени, как хранить продукт в холодильнике

Основной функцией цемента является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности.

Любой, даже самый незначительный домашний ремонт не обходится без этого универсального материала.

С латинского «caementum» переводится как щебень или битый камень. Этот порошкообразный материал является искусственно созданным вяжущим, состоящим из клинкера, определенного количества гипса, минеральных добавок и различных наполнителей.

При затворении цемента водой или другими жидкостями, образуется пластичная масса, способная при затвердевании превращаться в камневидное тело.

Интересен тот факт, что еще древние римляне к извести подмешивали вулканический пепел или дробленый камень.

Это можно считать началом истории появления цемента.

Свойства цемента

Одной из основных особенностей цемента является отличие его технических характеристик в пределах каждой страны и даже отдельных регионов, где он выпускается.

Причина заключается в том, что любой из заводов связан со своими месторождениями, поставляющими компоненты для изготовления материала.

Обратите внимание

Портландцемент, произведенный, к примеру, в России, существенно отличается от цемента, изготавливаемого в Германии или других странах.

В связи с этим, производители определили основные показатели, на которые необходимо ориентироваться и по которым производится маркировка цемента:

  • морозостойкость – способность выдерживать многочисленные циклы заморозки-разморозки в течение определенного временного периода (обычно – года), что достигается за счет введения в состав цемента модифицирующих добавок;
  • стойкость к коррозии – противостояние отрицательному влиянию окружающей среды. Наибольшей стойкостью обладает пуццолановый цемент, который применяют при возведении подводных и подземных объектов;
  • прочностные характеристики – зависят от количественного присутствия в составе гипса или измельченного шлака и характеризуются маркой цемента;
  • водостойкость – возможность схватывания растворной смеси в течение десяти минут, что крайне важно при заделке стыков, расположенных в водной среде;
  • сульфатостойкость – устойчивость к действию воды, содержащей сульфат-ионы. Необходимый показатель при строительстве гидросооружений, соприкасающихся с соленой водой;
  • тонкость помола – влияет на период затвердевания и, соответственно, прочностные характеристики. Чем мельче помол – тем прочнее бетон.

От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности. Основными из них являются:

  • портланцемент (пластифицированный, быстротвердеющий, пуццолановый) – имеет широкую область применения практически во всех строительных сферах;
  • глиноземистый – незаменим при срочных аварийных работах, в зимний период времени и при возможном воздействии минерализованных вод. Он быстро схватывается, но в условиях жаркого климата не применяется;
  • магнезиальный – используют при устройстве магнезиальных полов;
  • белый – относится к портландцементам, но имеет свои уникальные характеристики, которые позволяют изготавливать из него скульптурные композиции и архитектурные фасадные элементы. При добавлении в состав цветного пигмента белый цемент используют в качестве декоративных покрытий;
  • кислотоупорный – предназначается для изготовления бетонов и растворов с кислотоустойчивыми свойствами, но при воздействии воды и едких щелочей он теряет свою прочность;
  • гидрофобный – находит применение при производстве ячеистых бетонов, обладает высокой морозостойкостью и малым водопоглощением;
  • водонепроницаемый – основополагающий материал, используемый при устройстве гидроизоляции конструкций, испытывающих повышенную влажность, в том числе для заделки раструбов и трещин в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию влаги;
  • шлаковый – применяют в подземных и подводных строениях, при изготовлении автоклавных материалов.

Сфера использования различных видов цемента зависит от его марки, которая выражается в цифрах, обозначающих прочность на сжатие в кг/см2.

Наиболее распространенными являются марки 400 и 500, без которых при возведении любого строительного сооружения обойтись просто невозможно.

Как делают цемент: технология производства цемента

Более прочный цемент – М600 – используется для военных объектов. С его помощью строят бункеры и, даже, ракетные шахты.

Цемент и производимые из него бетон и железобетон сегодня являются наиболее распространенными строительными материалами. Этот стройматериал имеет строгую классификацию и подразделяется на несколько видов.Портландцемент

Портландцемент — основное вяжущее вещество в строительстве. Оно получается посредством тонкого помола портландцементного клинкера с гипсом и другими добавками.

По составу портландцемент подразделяется на портландцемент без добавок, портландцемент с добавками и шлакопортландцемент.

Сульфатостойкий цемент

Этот вид цемента изготавливается из клинкера с нормированным минералогическим составом, включающим не более 50% трехкальциевого силиката и не более 5% трехкальциевого алюмината.

Благодаря такому составу продукт получается сульфатостойким и характеризуется пониженной экзотермией.

Как делают цемент: технология производства цемента

Такие качества необходимы при производстве бетонов для использования в отдельных зонах гидротехнических и прочих конструкций, эксплуатирующихся в условиях сульфатной агрессии.

Шлаковый цемент

Важно

Шлаковыми цементами называют стройматериалы, получаемые путем совместного помола гранулированных доменных шлаков и добавок-активизаторов, таких как известь, строительный гипс и ангидрит.

Следует отметить, что шлаковые цементы также подразделяются на виды: известково-шлаковые и сульфатно-шлаковые. Такие сухие строительные смеси оптом приобретаются для сооружения подземных и подводных конструкций.

Известково-шлаковые цементы наиболее эффективно проявляют себя в производстве автоклавных изделий и материалов.

Быстротвердеющий цемент

Данный строительный материал отличается интенсивным нарастанием прочности во время начальной стадии твердения.

Такой цемент навалом заказывают для производства сборных железобетонный изделий и конструкций.

Повышенной механической прочности быстротвердеющего цемента в раннем возрасте твердения удается добиться благодаря особому минералогическому составу, тонкостью помола и аккуратной дозировке добавок.

Пуццолановый цемент

Пуццолановый цемент — собирательное название категории цементов, в составе которых присутствует как минимум 20% активных минеральных добавок.

Свое необычное название пуццолановый цемент получил от названия рыхлой вулканической породы — пуццоланы, которая использовалась еще древними римлянами в качестве основной добавки к извести для производства гидравлического вяжущего цемента.

Совет

Пуццолановый цемент активно используется при строительстве подземных и подводных сооружений.

Расширяющийся цемент

Как можно понять из названия, этот цемент в процессе твердения увеличивается в объеме. Как правило, это происходит после образования в среде вяжущегося вещества гидросульфоалюминатов кальция.

Объем этих веществ из-за повышенного содержания химически связанной воды существенно превышает объем исходного сырья. Расширяющиеся цементы гораздо лучше твердеют в условиях повышенной влажности. Их применяют для заделки стыков в железобетонных конструкциях.

Также они подходят для обеспечения надежной гидроизоляции при строительстве ряда гидротехнических сооружений.

Большинство обывателей привыкло, что цемент отличается лишь маркой прочности и ценой. На самом же деле в ГОСТ 101785 описано огромное количество разновидностей цемента, в зависимости от его свойств и технических характеристик.

В малоэтажном строительстве обычно востребовано применение цемента с маркировкой ПЦ (портландцемент), но существует также маркировка ШПЦ, обозначающая содержание шлака. Существенно расширяет количество наименований наличие минеральных добавок:

  • Б – цемент быстро твердеет;
  • СС – раствор приобретает сульфатостойкие свойства;
  • ПЛ – в цемент сразу добавлен пластификатор;
  • ВРЦ – водонепроницаемый цемент (для гидротехнических сооружений);
  • Н – (нормированный), то есть с подтвержденной прочностью.

Позже основной стандартизирующий документ был заменен на ГОСТ31108, в котором введена новая расшифровка марок цемента:

  • I – категория вяжущих без добавок;
  • II – в цемент добавлены минеральные компоненты для корректировки его свойств.

В зависимости от процентного содержания «присадок» осуществляется маркировка (А и Б, где А – это составы с 6-20 % минеральных компонентов, Б – 21-35 %). В качестве добавок могут также использоваться полимеры, шлак, пуццолан и прочие минеральные смеси.

По скорости твердения существует 3 градиента (Н – нормально твердеющий цемент, С – средней скорости, Б – быстро твердеющий цемент. Несмотря на то, что новый ГОСТ действует с 2003 года, на мешках и в сопроводительной документации всё еще часто применяют две маркировки (старую и новую).

Важно понимать, что при использовании цемента для возведения объектов, в строительстве фундамента, необходимо обращать внимание на маркировку, а не только на указанную прочность.

ПЦ оптимален для изготовления ЖБИ, монтажных работ, строительства из блоков, кирпича, газосиликата. Его также уместно применять в монолитных работах (заливка фундаментов, строительство дорожек, обустройство полов).

Как делают цемент: технология производства цемента

В то же время, портландцемент нельзя использовать для конструктивных блоков с высокой нагрузкой, а также в местах, где требуются специальные свойства (морозостойкость, водонепроницаемость, отсутствие усадки так далее).

Расшифровка маркировки цемента по новым нормативам

Кодирование информации о продукции по ГОСТ 31108-2003 основано на разделении видов цемента на 5 групп, обозначаемых римскими цифрами. Первые 3 буквы взяты из названия порошка — ЦЕМ.

У каждого объединения есть признаки, указывающие на особенности изготовления:

  • I — портландцемент бездобавочный, состоит на 95-100% из цементного клинкера;
  • II — эта группа подразделяется на подклассы А с добавками 6-20% и В — 21-35%. Здесь же находятся пуццолановые цементы, содержащие <20% пуццолана, и композитные, в которых присадки суммарно не превышают того же значения;
  • III — шлакопортландцемент при содержании шлаков 36-65%;
  • IV — пуццолановый цемент с добавкой 21-35%;
  • V — композиционный порошок, включающий в состав 11-30% шлака и в тех же пределах пуццолан.
Предлагаем ознакомиться  Печеный лук при сахарном диабете: как запекать в духовке для лечения 1 и 2 типа, как приготовить для снижения сахара в крови, рецепт запеченного

У каждой из присадок в обозначении своя буква: И — известняк, З — зола уноса, МК — микрокремнезем, К — композитная добавка, Г — глиеж, Ш — шлак, П — пуццолан. После следует цифра класса прочности, за ней буквы: Н — нормальное время твердения, Б — быстрое схватывание. Пример: шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н ГОСТ 31108-2003. Расшифровывается так: прочность цемента 32,5 МПа, он нормально-твердеющий, содержит 36-65% шлака.

Производство цемента как бизнес: технология, способы, материалы

Цемент является одним из самых востребованных строительных материалов, объемы поставок исчисляются миллиардами тонн. Производство цемента как бизнес: технология, способы, материалы и необходимое оборудование для начала своего дела.

Цемент — это порошкообразный искусственный строительный материал, приобретающий вяжущие свойства при взаимодействии с жидкостями. Используется для производства бетона и растворов.

В зависимости от состава, цемент бывает:

  1. Портландцемент.
  2. Глиноземистый.
  3. Магнезиальный.
  4. Кислотоупорный.
  5. Биоцемент.
  6. Романцемент.

Основную массу в производстве составляет портландцемент, обычно его подразумевают, когда говорят о цементе.

технология производства качественного цемента

По прочности сжатия цемент подразделяют на марки и классы. Для маркировки измеряют давление на тестовый образец, в килограммах на кубический сантиметр. Стандартом предусмотрены марки от М100 (наименее прочная) до М700 (наиболее прочная). Промежуточные значения маркируются с приростом 50 или 100.

Класс прочности определяют в мПа по прошествии 28 дней после изготовления образца. Значения могут быть от 22,5 до 62,5 с шагом 10.

Кроме этого, аббревиатура названия продукции может содержать различные указания на состав цемента и его характеристики:

  • ШПЦ — шлакопортландцемент с более чем 20% добавок;
  • Н — нормированный;
  • ГФ — гидрофобный с повышенной влагоустойчивостью;
  • Б — быстродействующий с коротким сроком отвердевания;
  • СС — сульфатостойкий;
  • ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся цемент;
  • Д с цифровым индексом — содержание добавок.

Стандарты могут изменяться, в последних версиях фигурируют обозначения ЦЕМ1, ЦЕМ2 32,5Б.

Технология

Основные составляющие цемента — это известь и глина, обработанные при очень высоких температурах. Полученный в результате материал называется клинкер, который измельчают и вводят добавки.

Схема производства цемента состоит из нескольких этапов:

  1. Добыча или закупка сырья.
  2. Измельчение материалов.
  3. Подготовка смеси.
  4. Обжиг смеси в печи.
  5. Измельчение клинкера в порошок.
  6. Измельчение гипса.
  7. Сушка прочих составляющих.
  8. Смешение всех ингредиентов.
  9. Разделение по маркам.
  10. Расфасовка цемента.

Технология производства цемента является сырьезависимой, поэтому заводы располагают поблизости от известковых и глиняных карьеров.

В зависимости от качества исходного сырья и производственных мощностей завода, применяют различные способы производства портландцемента:

  • Мокрый – достаточно сложный и энергозатратный метод, но в результате получают высококачественный цемент, так как точно выдерживаются пропорции составляющих компонентов. Известняк и глина измельчаются в отдельных дробилках с добавлением жидкости. Затем смешиваются и перемалываются в мельнице. Полученную мокрую шихту доводят до нужного технологического состояния и обжигают в печи. Клинкер поступает в следующую мельницу, где смешивается с гипсом и перемалывается в порошок.
  • Сухой – менее затратный способ с укороченным циклом, используют при наличии качественного сырья. Все компоненты предварительно измельчаются и высушиваются. Затем смешиваются и перемалываются в мельнице, полученная масса обжигается и проходит последний мелкий помол.
  • Комбинированный – за базу берется мокрый или сухой способ, в зависимости от этого выполняются дальнейшие этапы производства, либо сухой шлам увлажняют перед обжигом, либо влажный высушивают.

Существует еще один способ цементного производства, с использованием в качестве сырья отходов металлургических комбинатов. В этом случае не образуется клинкер, а шлак смешивают с добавками и перемалывают в порошок. Этот метод имеет много преимуществ:

  1. Отсутствие фазы обжига существенно экономит ресурсы.
  2. Цемент обладает повышенной прочностью.
  3. Вторичное использование в производстве промышленных отходов благоприятно для окружающей среды.

Применять безклинкерный способ выгодно в регионе с развитой металлургией.

Оборудование

Конкретный перечень оборудования для производства цемента зависит от выбранной технологии изготовления. Технология определяется типом и качеством сырья, но основные этапы идентичны во всех случаях, как и оборудование:

  • машины для транспортировки;
  • измельчители сырья и клинкера;
  • печь;
  • смесители;
  • фасовочное оборудование.

Перечень станков и приспособлений, из чего состоит производственная линия при сухом способе изготовления цемента:

  1. Дробилка крупного помола для известняка.
  2. Мельницы-мешалки для глины.
  3. Сито вибрационного типа.
  4. Транспортерная лента.
  5. Сортировальный станок.
  6. Молотилка.
  7. Мельница.
  8. Миксер для шлама.
  9. Вращающаяся печь для обжига.
  10. Сушилка.
  11. Охладитель.
  12. Мельница для клинкера.
  13. Вертикальный транспортер.
  14. Силосы для хранения цемента.
  15. Упаковочная линия.

Для перемещения сырья и готовой продукции необходимы погрузчики и тяжелая транспортная техника.

Материалы

Производство цемента начинается в карьерах по добыче сырья — известняка, мела, глины, гипса. Для улучшения свойств продукции добавляют различные компоненты и пластификаторы, которые:

  • уменьшают степень воздействия неблагоприятных условий эксплуатации;
  • повышают термоустойчивость;
  • повышают прочность;
  • повышают степень упругости;
  • улучшают гидропроницаемость.

В качестве добавок обычно используются следующие материалы для производства цемента:

  1. Апатиты.
  2. Глиноземы.
  3. Кремнеземы.
  4. Плавиковый шпат.
Наименование компонента Процентное содержание
1 Известь 60
2 Глина 25
3 Гипс 10
4 Алюминат 5

На каждом заводе видоизменяют рецептуру в соответствии с характеристиками использовавшихся материалов и производимых марок продукции.

Цемент производят на заводах, которые находятся в непосредственной близости от мест разработки горных пород, служащих сырьем для строительного материала. К естественному сырью для цемента относятся:

  • карбонатные минералы. К ним принадлежат известняки, доломиты, мергели, а также смеси этих пород. Большинство этих минералов было образовано на дне морей и озер осадочным способом. Толщина пластов может достигать нескольких сотен метров. Кристаллическая решетка разных видов карбонатных минералов имеет разную степень устойчивости. Это определяет их способность сплавляться с другими компонентами в процессе изготовления цемента.
  • глинистые материалы. Мелкодисперсные породы, которые также были образованы осадочным способом. Состоят из основы — глинистого вещества и большого количества примесей. Это сырье при добавлении воды увеличивается в объеме, становится вязким, пластичным.

А вы знаете: Полистиролбетон – характеристики и сфера применения

Остановимся подробнее на основных сырьевых компонентах, входящих в состав цемента.

Как делают белый цемент

как делают цемент на заводе

Белый цемент, производство которого несколько отличается от технологии выпуска серого продукта, может выпускаться как мокрым, так и сухим способом. Отличается технология тем, что исходное сырье обжигается при высокой температуре и затем быстро охлаждается водой.

Клинкер этого вида продукции складывается из минеральных добавок, известняка, гипса, соли и других компонентов. Исходное сырье готовится из карбонатной и глинистой породы: известняка, каолиновой глины, отходов обогащения, кварцевого песка.

Основным достоинством и отличительной чертой белого цемента является его белоснежность. Но его производство обходится намного дороже по сравнению с серым продуктом.

Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.

Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).

В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими компаниями: «Холсим» (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).

Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.

Существует несколько видов глинистых пород:

  • чистая глина, состоящая из одного или нескольких глинистых минералов. Она разбухает под воздействием воды и обладает способностью связывать между собой другие вещества;
  • суглинок, в котором кроме глины содержится большое количество песка и пыли;
  • глинистые сланцы, образованные наслоением глины и ила. Не растворяются в воде, легко делятся на слои. Сланец используют как самостоятельный строительный материал и как составную часть цементной смеси;
  • лесс — однородный пористый суглинок. Легко впитывает воду, приобретая текучесть. Очень мягкий, его можно растереть руками в мелкую пыль.

При производстве цемента в его состав кроме естественного сырья включают некоторые промышленные отходы (шлак, золу, целлюлозу и др.).

Согласно ей, изготовление цементой смеси происходит по следующей технологии:

  1. Добыча и измельчение горных пород, из которых формируется клинкер. Он, как мы уже знаем, состоит на ¾ из глины, а на ¼ — из известняка. Проще всего использовать мергель, который имеет тот же состав. Но, во-первых, это ископаемое бывает разных видов и не каждый из них подходит для производства клинкера. Во-вторых, запасы мергеля в природе ограничены, а на его образование уходят миллионы лет. Поэтому чаще всего основные компоненты цемента добывают по отдельности и смешивают на заводах в нужной пропорции.
  2. Тщательно измельченную смесь помещают внутрь печи, где при температуре около 1500оС она обжигается в течение 4 часов. К концу обработки достигается эффект гранулирования подплавленной массы.
  3. Далее полученные гранулы охлаждают и измельчают до состояния порошка с помощью специальных барабанов. Однородность помола достигают, просеивая порошок через сито с определенным размером ячеек.
  4. Перемолотый клинкер смешивают с другими ингредиентами, после чего отправляют на фасовку и хранение. Эта технология производства цемента остается неизменной для всех способов его изготовления.
Предлагаем ознакомиться  Как посадить куст жасмина в саду: выращивание и уход за растением

А вы знаете: Отмостка вокруг дома — своими руками из бетона

Сухой способ

Это сравнительно быстрый и экономичный способ производства цемента. Он делится на несколько этапов:

  1. Добытое сырье в непрерывном режиме доставляется на завод, где измельчается несколькими дробилками.
  2. Затем получившиеся гранулы сушат, чтобы упростить следующие этапы.
  3. Просушенные частицы глины и известняка смешивают в нужной пропорции и перемалывают, получая цементную муку.
  4. Порошок помещают в печь, где обжигается, не спекаясь.
  5. После этого цемент фасуют в мешки или на специальных машинах отправляют на складирование.

Изготовление сухим способом подходит для однородного сырья с низкой влажностью. При этом не требуется больших энергозатрат на просушивание компонентов.

Мокрый способ

Если в производстве цемента используется влажный материал или ингредиенты требуют тщательного перемешивания, применяют мокрый способ.

  1. Клинкер готовят, добавляя в воду глину и известняк. Получается кашеобразная вязкая масса — шлам.
  2. Насосами его перекачивают в печной цех, где шлам отправляется на обжиг. Печь представляет собой длинное вращающееся сооружение. Там материал оплавляется и превращается в клинкер.
  3. Гранулы после обжига охлаждаются, дробятся и перемалываются вместе с гипсом и остальными добавками.
  4. На заключительном этапе цемент фасуется и готовится с складированию.

Как делают цемент: технология производства цемента

Мокрый способ позволяет сэкономить энергию при смешивании сырья, так как это легче делать в полужидком состоянии. Однако при обжиге шлама расходуется гораздо больше топлива, чем при работе с сухими гранулами. Поэтому мокрое производство цемента получается более дорогим.

Главная|Цемент|Из чего и как делают цемент?

автор Росцемент Росцемент

Прежде чем ответить на вопрос: «Как делают цемент?», необходимо разобраться с его составом. Вяжущий стройматериал, используемый во множестве строительных сфер, получают методом…

Прежде чем ответить на вопрос: «Как делают цемент?», необходимо разобраться с его составом.

Вяжущий стройматериал, используемый во множестве строительных сфер, получают методом продолжительного измельчения клинкера с гипсом.

Клинкер представляет собой материал, получаемый путем обжига до состояния спекшейся однородной массы, которая состоит из глины с преобладающим количеством кальция и известняка.

Процесс дробления клинкера происходит с добавлением следующих компонентов:

  • гипса, который регулирует период схватывания;
  • примерно 15 процентов минеральных добавок в виде бокситов, песка, колошниковой пыли и других, позволяющих повысить определенные свойства вяжущего и сократить его себестоимость.

Как делают цемент: технология производства цемента

Современные заводы-изготовители используют 3 метода изготовления цемента:

  1. Сухой
  2. Мокрый
  3. Комбинированный

Характеризуется отсутствием необходимости в применении воды. Исходное сырье (известняки и глина) измельчается механизированным способом при помощи специализированного оборудования.

Далее следует этап сушки и перемалывания компонентов до состояния мелкодисперсного порошка. Затем идет пневматическое перемешивание сырья с последующим обжигом.

Данная технология способствует снижению себестоимости производства, но ее сложность заключается в том, чтобы добиться однородности первоначального сырья. Такая методика изготовления цемента причисляется к экологически безопасным.

Позволяет точно подобрать состав исходных компонентов, невзирая на высокий уровень их неоднородности.

Как делают цемент: технология производства цемента

В качестве исходно сырья выступает шлам. Он представляет собой жидкое вещество с 40% содержанием воды.

Обратите внимание

Перед производством цементного вяжущего производится корректировка состава шлама. Для этого применяются специальные бассейны. Сырье, прошедшее этап выдержки в бассейне, подвергается обжигу в печах вращающегося типа, после чего подготовленный материал тщательно измельчается.

Из-за значительного расхода энергии, которая идет на сушку сырья, мокрый способ изготовления цемента является более дорогостоящим. Однако стоит отметить существенное преимущество: в готовом продукте исключен риск проявления неоднородности клинкера, как при сухой технологии.

Базируется на мокром способе добычи связующего. Промежуточная субстанция подвергается обезвоживанию, после чего клинкер с добавлением жидкости гранулируется, обжигается и перемалывается до необходимой марки вяжущего.

К основным преимуществам этой методики относят:

  • значительный выход годного;
  • возможность применения отходов производства в металлургии.

Здесь будет уместным подчеркнуть, что сухая методика используется преимущественного иностранными заводами (китайские, египетские, турецкие), а мокрую внедряют на своих производствах отечественные изготовители.

Карбонатные породы

мел — мягкая горная порода, которая легко крошится и перетирается до пылеобразного состояния. В составе цемента может содержаться до 20-25 процентов мела. Эта добавка улучшает сцепление цемента с песком в процессе приготовления раствора;

мергелистый известняк или мергель является переходным звеном между известняком и глинистыми породами. На вид это слоистый или монолитный камень, твердость которого зависит от того, какой процент глины в нем содержится;

Как делают цемент: технология производства цемента

известняки, не содержащие кремний. Чаще всего они представлены в виде ракушечника, пористого и легко разрушающегося при нажатии;

доломитовые породы, обладающие исключительной прочностью. Доломитовый цемент — это продукт высокого класса, экологически чистый, быстро твердеющий.

Содержание карбонатных пород в цементе обычно ограничивается 30%, но в отдельных случаях может достигать 60%.

Обработка известняка

Печь для обжигаПорошок отправляют в печь, в которой под воздействием температуры 800°С, в каменной муке начинается процесс химического соединения минеральных компонентов. После проведения первой термической обработки, его отправляют в кальцинатор, где с помощью химической реакции, за несколько секунд убирают 95 – 97% двуокиси углерода и отделяют известь. Далее смесь отправляют в вращающуюся цилиндрическую печь, в которой ее медленно перемешивают под воздействием температуры в 1500 – 1800°С.

Почему елка (ель) всегда зеленая?

При длительном воздействии высокой температуры, порошок превращается в стекловидные образования под названием «клинкеры». По выходу из печи клинкеры охлаждают до 60 – 80°С, отправляют в накопитель и далее на дробление.

Схема завода по производству цементаНа заводе по производству цемента, породу выгружают в аппарат для первичного дробления камней. Большие валуны под воздействием давящей силы в несколько тонн, постепенно измельчаются до размеров теннисного мяча и поступают на конвейер. Мелкие и крупные камни направляются на вторичное дробление, где они уменьшаются до размеров мячика для гольфа и в мелкий порошок. Известняк, с разным процентом содержания углекислого кальция, обрабатывается отдельно.

Схема линии по измельчению и сушке известняка: 1 – питатель ленточный ПЛ-650; 2 – магнитный сепаратор; 3 – сушильный комплекс; 4 – элеватор; 5 – расходный бункер с шиберной головкой; 6 – питатель ленточный ПЛ‑500; 7 – мельница МЦВ-3; 8 – мельница роторно-струйная МРС-2/770; 9 – циклон-бункер ЦБ-4,5;

Это необходимо для дальнейшего их смешивания в разных пропорциях и по определенной технологии, чтобы производить цемент разных марок.

Корректирующие добавки

Помимо перечисленных компонентов, которые составляют основу цементной смеси, туда вводят ряд специальных добавок — пластификаторов. Базой для их изготовления тоже служат ископаемые:

  • апатиты;
  • глина;
  • кремнезем;
  • глинозем;
  • плавиковый шпат.

Сухие пластификаторы добавляют в цемент на этапе его изготовления. Существуют жидкие добавки, которые применяют для замешивания на строительных площадках. Делают это для того, чтобы улучшить качество материала, придать ему дополнительные свойства:

  • устойчивость к разрушению и коррозии;
  • сохранение прочности при перепадах температуры, при замораживании и оттаивании;
  • повышенную прочность;
  • увеличенный срок схватывания;
  • текучесть и пластичность раствора;
  • водонепроницаемость.

История возникновения

Вяжущие материалы стали использовать еще в древние времена. Сначала это была необожженная глина. Благодаря своей простоте получения и распространенности она применялась повсюду. Но из-за слабой вязкости и устойчивости глина уступила место термически обработанным материалам.

В Египте были получены первые качественные строительные вещества. Это известь и гипс. Они обладали способностью твердеть на воздухе, благодаря чему и получили широкое применение. Эти стройматериалы удовлетворяли требованиям, пока не начало развиваться мореплавание. Стало необходимо новое вещество, которое сопротивлялось бы действию воды.

В XVIII веке был изобретен материал ­– романцемент. Это продукт, который мог твердеть как в воде, так и на воздухе. Но усиленное развитие промышленности требовало более качественных материалов и вяжущих свойств. В XIX веке было изобретено новое вещество для связывания. Оно получило название портландцемент.

Check Also

Как вырастить крупный чеснок на огороде: правила посадки и ухода

Содержание1 Какой сорт сажать2 После чего можно сажать чеснок под зиму2.1 Сроки посадки2.2 Выбор участка3 …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector