Состав цемента и его производство: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Содержание

Состав цемента: компоненты, пропорции и соотношение

Сложно найти более востребованный строительный материал, чем цемент. Он широко применяется практически во всех отраслях строительной индустрии, да и в обустройстве жилища и подворья тоже. Поэтому классическое соотношение, в котором цемент составляет одну часть, а песок три, знают все. Если в этот состав добавить еще и необходимую часть воды, то получится раствор, который применяется, например, для штукатурки.

Оглавление:

  1. Типы цементов по химическому составу
  2. Маркировка в соответствии с прочностью
  3. Другие виды маркировки

В цемент обычно входит меленый клинкер, а также гипс, глина, известняк, уголь и другие минеральные вещества. Характеристики, которыми обладает эта смесь, определяют пропорции, в которых входят в нее те или иные компоненты.

Если дать краткое определение, то цемент — это общее название целой группы вяжущих веществ, которые твердеют после смешивания с водой, не теряя потом полученной твердости.

Химический состав различных видов

В зависимости от того, какой состав имеет та или иная смесь измельченных минералов, какие дополнительные компоненты и добавки в нее входят, каково их соотношение, цемент делят на следующие группы:

  • портландцемент;
  • пуццолановый;
  • шлаковый;
  • глиноземистый;
  • романоцемент;
  • смешанный с наполнителями;
  • магнезиальный;
  • специальный (кислотоупорный).

Некоторые виды имеют множество подвидов. Например, группа, которую объединяет название портландцемент, включает в себя алюмоферритный, алюминатный, ферритный, белитовый, алитовый.

Что входит в состав различных групп?

О том, из чего состоит цемент, можно написать не одну большую книгу. Как уже указывалось, цемент – лишь общее название огромной группы строительных материалов, которые объединяет не столько состав (входящие в них компоненты и их соотношение), сколько предназначение.

Химический состав некоторых групп цементов в общих чертах описан ниже.

1. Портландцемент – это смесь, в которую входят продукты тонкого размола клинкера и гипса. Именно гипс и является основным вяжущим веществом. С химической точки зрения – это смешанный в определенной пропорции сульфат кальция с разнообразными силикатами кальция. Доля последних может составлять до восьмидесяти процентов. Исходное сырье, из которого производится портландцемент, представляет собой субстанцию, состоящую из известняка (до 78 %) и глин (до 25 %).

2. Глиноземистый представляет собой смесь клинкера, бокситов и других минералов. Состав по массе: от трети до половины оксида алюминия, от 35 до 45 % оксида кальция, от 5 до 10 % оксида кремния и до 15 % оксидов железа. Пропорции этих компонентов определяют свойства глинозёмистого раствора. Применяется он как в качестве самостоятельного вяжущего вещества, так и в качестве добавки к другим видам.

3. Романоцемент. Это смесь, в состав которой, кроме клинкера, входят мергели, как известняковые, так и магнезиальные. Содержание в нем оксида алюминия и кремнезема не должно быть ниже четверти по весу.

4. Магнезиальный. В него обязательно входит оксид магния, а также хлорид магния и сульфат магния в качестве затворителей. Последний используется реже и, главным образом для того, чтобы достичь повышенной устойчивости к воздействию воды. Применение определяется повышенной прочностью, а также способностью быстро схватываться и твердеть. Из комбинации магнезиального цемента в определенной пропорции с другими веществами получаются очень прочные полы. Из него же делают облицовочные материалы, точильные камни, абразивные круги, жернова, лестничные ступени и другие изделия, которые обычно работают под большой нагрузкой.

К магнезиальным относится и так называемый цемент Сореля, состав которого был разработан еще в позапрошлом веке французским ученым Станиславом Сорелем.

5. Кислотоупорный состоит из жидкого стекла, которое представляет собой водный раствор силиката натрия. Наполнителями служат устойчивые к воздействию внешней среды минералы, в том числе кварциты и кварц. Использование кремнефтористого натрия способствует повышению скорости затвердевания, а также его стойкости к воздействию воды. Применяют для возведения сооружений, которые подвергаются активному воздействию агрессивных факторов. Например, башни, резервуары на предприятиях химической промышленности.

6. Цемент, смешанный с наполнителями, условно можно отнести к отдельной группе, поскольку по составу он сильно отличается от других видов.

Марки

Маркировка определяется прочностными характеристиками получившегося бетона. Для определения марок берут состав, смешанный в пропорции один к трем (одна часть материала и три части чистого кварцевого песка). Смесь в таком соотношении разбавляют водой и создают из нее небольшие блоки следующих размеров:

  • длина: 16 см,
  • ширина и высота: по 4 см.

После отвердения полученные изделия испытывают с различной периодичностью. Блоки сдавливают на специальном оборудовании и определяют их прочность. Максимальная прочность проявляется после четырех и более недель просушки испытательного блока. В зависимости от полученных результатов вещество относят к определенной марке.

Наименее устойчивая смесь получает маркировку М100. Это значит, что испытательный блок выдержал давление до 10 МПа, или до 100 килограмм на сантиметр квадратный. Слишком подробно не маркируют, в стандартах большинства стран мира прописан шаг в сто единиц. Но достаточно часто встречается и шаг в пятьдесят единиц.

Наиболее прочным считается вещество марки М600. Сфера его применения – особо прочные сооружения военного и промышленного назначения. Смесь М600 с различными добавками и наполнителями в определенном соотношении позволяет создавать объекты, способные выдержать прямое попадание очень мощной бомбы. Соответствует качеству и цена. Он намного дороже, чем довольно высокопрочный М500.

В гражданском строительстве и в производстве многих материалов используют в основном, пожалуй, марки М300-М500. Этого диапазона прочности хватает для того, чтобы можно было возводить сооружения и создавать изделия с нужными характеристиками.

Другие виды маркировки

Кроме марок по прочности существуют также и марки по составу. Так, аббревиатура ПЦ означает нахождение в таре портландцемента. Аббревиатура ШПЦ – это шлакопортландцемент. Латинские буквы и цифры указывают на состав такого материала. Речь идет о массовом количестве клинкера и шлака.

Отдельная маркировка указывает на то, какое количество различных добавок содержится в составе:

  • к примеру, если на мешке с вяжущим материалом написано Д15, это значит, что в нем имеется 15 % определенных добавок.
  • буквы ПЛ указывают на содержание пластификаторов, которые, значительно увеличивают срок его хранения. Быстротвердеющий обозначается буквой Б.
  • для обозначения водонепроницаемого используют аббревиатуру ВРЦ.

Существует также множество других видов маркировки, указывающих на те или иные свойства, наличие в нем разнообразных добавок и наполнителей.

из чего состоит, пропорции компонентов, производство

Качества любого искусственного вяжущего определяются его способом изготовления и процентным содержанием сырьевых компонентов. Цемент не является исключением, из всех видов он относится к самым сложным. Это вещество получают путем измельчения до порошкообразного состояния гипса и обожженного однородного многокомпонентного клинкера и соединения их со специальными добавками. В итоге свойства и сфера применения вяжущего зависят от соотношения этих веществ между собой, температуры обработки и тонкости помола.

Оглавление:

  1. Разновидности
  2. Пропорции компонентов
  3. Особенности маркировки

Группы цементов по составу

Главными компонентами являются оксиды алюминия, кальция и кремния, при затворении водой они образуют химические соединения, упрочняющиеся при затвердевании во влажной среде. Общие требования регламентируются ГОСТ 30515-2013, согласно этому межгосударственному стандарту все цементы классифицируются на группы, различающиеся по виду клинкера на портландцементные, глиноземистые и смешанные (ПЦ и сульфатоалюминаты). В первом случае типичный состав содержит CaО (67%), SiO

2 (22%), Al2O3 (5%), Fe2O2 (3%) и до 3% посторонних веществ.

Для производства глиноземистых и высокоглиноземистых цементов в качестве сырья используются бокситы и известняки (преобладает доля низкоосновных алюминатов кальция, процентное содержание Al2O3 возрастает до 50 %). Соотношения остальных компонентов у них зависят от целевого назначения и варьируются в следующих пределах: СаО – 35-45 %; А12О3 – 30-50 %; Fe2O3 – 0-15 %; SiO2 – 5-15 %.

Для изготовления сульфатсодержащих смесей используются клинкеры на основе ферритов кальция.

В зависимости от пропорций компонентов и вещественного состава выделяют следующие востребованные в частном и промышленном строительстве группы:

  • Портландцементы – самая популярная разновидность, представляющая смесь тонкого помола клинкера с преобладающей долей высокоосновных силикатов кальция и гипса. Сырьем служат известняк (до 78%) и глина (до 25%).
  • Глиноземистые, изготавливаемые путем помола сырья из бокситов и известняков, обожженных или расплавленных до однородного состояния. Эти виды характеризуются высокой скоростью затвердевания, их используют как в качестве самостоятельного вяжущего, так и для производства специальных марок: водонепроницаемых, расширяющихся, напрягающихся. Из-за повышенной твердости клинкера они проигрывают портландцементу в энергозатратности и себестоимости.
  • Шлакопортландцементы – с долей доменного, электротермофосфорного или топливных шлаков от 36 до 65%.
  • Пуццолановые, с добавлением к продуктам помола ПЦ клинкера активных минеральных добавок. Их пропорция достигает 40%, из-за образования химических реакций с зернами цемента они имеют отличные от обычных марок свойства.
  • Смешанные – получаемые путем совместного помола клинкеров разных видов или вводом многокомпонентных минеральных смесей (например, шлака и золы-уноса).

К реже используемым видам относят романцемент (соединение помола ПЦ клинкера и известняковых и магнезиальных мергелей, не производится промышленных масштабах), магнезиальные (затворяемые солевыми растворами, характеризующиеся высокой скоростью схватывания и стойкостью к механическим нагрузкам после застывания) и кислотоупорные составы на основе кварца, разводимые жидким стеклом.

Химический состав цементов разных групп

Пропорции клинкера и остальных компонентов:

Наименование Вещественный состав сухой смеси, % Минералогический состав клинкера, в % по массе
Доля клинкера Доля гипса Другие добавки
Обычный ПЦ До 80 1,5-3,5 Минеральные примеси – до 20% ЗСаО х SiO2 – 45-67

2CaO х SiO2 – 13-35

ЗСаО х Al2O3 – 2-12

4СаО хAl2O3 х Fe2O3 – 8-16

Гидрофобный До 90 Мылонафт, олеиновые кислоты – до 0,05
Тампонажный Активная минеральная добавка – до 25

инертная – до 10

шлак – до 15

песок – до 10

пластификаторы – 0,15

Шлако-портландцемент 40-70 До 3,5 Гранулированный диатомитовый шлак – 30-60
Пластифицированный До 90 пластификаторы – 0,15-0,25
Быстротвердеющий 90 1,5-3,5 Активная минеральная добавка – до 10 ЗСаО х SiO2 и

ЗСаО х Al2O3 – до 65

2CaO х SiO2 и

4СаО хAl2O3 х Fe2O3 до 33

Высокопрочный 90 1,5-3 ЗСаО х SiO2 – до 70

ЗСаО х Al2O3 – 8

Декоративный (белый цемент) 80-85 Диатомит – 6

Инертная минеральная добавка – 10-15

3CaO х SiО2 – 45-50

2CaO х SiO2 – 23-37

ЗСаО х Al2O3 – до 15

4СаОхAl2O3хFe2О3 – до 2

Пуццолановый сульфатостойкий До 60 До 3,5 Породы осадочного происхождения – 20-35

Лава, обожженная глина, топливная зола-унос – 25-40

ЗСаО х SiO2 — до 50

ЗСаО х Al2O3 – 5

ЗСаО х Al2O3 и

4СаОхAl2O3хFe2О3 – 22

Al2O3— 5

MgO – 5

 

Сульфатостойкий До 96 До 3,5
Глиноземистый 99 1 Точные пропорции зависят от назначения

СаО·Аl2О3 – преобладающая доля

СА2

С12А7

C2S

2СаО·Аl2О3·2SiO2

То же, расширяющийся До 70 20 Бура – 10
Напрягающийся Клинкер ПЦ – 65-70

Глинозем – 13-20

6-10 Совместный помол глиноземистого и портландцементного клинкера

Сфера применения и основные свойства разновидностей приведены ниже:

Наименование Оптимальная область использования, преимущества Ограничения, возможные недостатки
Портландцемент Монолитные и сборные бетонные и ж/б конструкции, изготовление растворов, дорожное строительство Окончательный набор прочности – через 28 дней
ЩПЦ Массивные сооружения, подвергаемые воздействию пресных и минерализованных вод. Характеризуется повышенной сульфатостойкостью Медленное затвердевании в начале, низкая морозостойкость
Пуццолановый Подземные и подводные конструкции, подверженные агрессивному воздействию сульфатных вод Не рекомендуются для объектов с перепадами уровня влажности, при риске частых промерзаний или твердении раствора в сухих условиях
Глиноземистый Производство жаростойких строительных смесей, быстротвердеющих или аварийных бетонов Не используются для заливки массивных конструкций, максимально допустимая температура окружающего воздуха на начальной стадии затвердевания составляет +25 °C
Напрягающий Изготовление тонкостенных изделий, напорных ж/б труб, гидроизолирующих покрытий Зависят от марки, возможны ограничения в температуре эксплуатации. Единственным недостатком является сложный процесс производства, и как следствие – высокая цена

Основные марки

Вид выбранного вяжущего определяет пропорции и свойства строительных смесей. Важно заранее проверить, из чего состоит цемент, величину его водопотребности, размеров зерен и сроки схватывания. Главным критерием качества является прочность на сжатие, в лаборатории она определяется для изделий из ЦПР, смешанного в соотношении 1:3 и затвердевающего в нормальных условиях в течение 28 дней. В зависимости от выдерживаемого давления выделяют группы от 100 до 600 кг/см

2. Из них в частном строительстве наиболее востребованы марки от М300 до М500, но бывают и исключения.

Следующим фактором идет процентное соотношение добавок к клинкеру, у стандартных видов максимум составляет 20%. Маркировка этого показателя обозначается буквой «Д», идущее за ней число характеризует долю минеральных примесей (пример: ПЦ М400 Д0 указывается для портландцемента с прочностью на сжатие не менее 400 кг/см2 без добавок). Приведенная маркировка соответствует ГОСТ 10178-85, помимо вышеперечисленной она включает информацию о дополнительных свойствах (обозначается только при их наличии), также зависящих от состава клинкера и введенных добавок. Из них наиболее востребованы:

  • Н – нормированный;
  • Б – быстротвердеющий;
  • СС – сульфатостойкий;
  • ВРЦ – расширяющийся водонепроницаемый;
  • ПЛ – с пластификаторами;
  • БЦ – белый (декоративный) цемент.

С 2003 г вступил в силу ГОСТ 31108 (соответствующий евростандартам), согласно которому вначале указывается состав с примечанием о наличии или отсутствии добавок (II или I). Все варианты с минеральными примесями разделяются на две группы: А – с процентным содержанием от 6 до 60%, Б – от 21 до 35%. Тип добавки обозначают римскими цифрами. Последними идут класс прочности и норма сжатия материала. Стандартный диапазон для общестроительных смесей варьируется от 22,5 до 52,5 (соответствует марке от М300 до М600). Для исключения ошибок рядом с маркировкой всегда указывается ГОСТ, введение цемента осуществляется со строгим соблюдением пропорций.

состав и производство, как добывают сырье на заводе, технология и изготовление в домашних условиях

Цемент входит в число основных строительных материалов.

Он используется при создании связующих строительных растворов, цемент используют при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. От качества данного материала зависит, насколько прочное и долговечное будет здание, или железобетонная конструкция.

История цемента началась в Англии, где в 1824 году был зарегистрирован патент на его изобретение. В то время для изготовления цемента использовалась известковая пыль, смешанная с глиной. Полученная смесь подвергалась воздействию высокой температуры, при которой она спекалась.

Обожжённый полуфабрикат цемента называется клинкер. Цементом он становится после перемалывания клинкера до порошкообразного состояния.

В строительстве используется основное свойство цемента – при смешивании с водой он постепенно твердеет, а затем превращается в прочный камень. Характерную для готового изделия прочность материал может приобрести даже в воздушной среде, если присутствует избыточная влажность.

Сырьё для производства цемента, из чего он делается, технология изготовления

Сегодня процесс изготовления цемента изменился. Изготовляют его несколькими способами, да и компоненты, входящие в его состав, тоже отличаются от использовавшихся две сотни лет назад.

Чтобы было понятно, из чего делают цемент и как происходит его производство, необходимо знать, какие виды сырья используют сегодня производители этого важного строительного материала.

Так как сырьём для производства цемента гост31108 2003, гост 30515 2013 служат естественные породы, то и предприятия, занимающиеся его изготовления, чаще всего размещают поблизости от мест добычи этих пород.

Все ископаемые, из которых делается цемент, делятся на два вида:

  1. Карбонатные ископаемые, отличающиеся характеристиками и особенностью структуры. Именно структура породы обеспечивает эффективное её взаимодействие с остальными ингредиентами состава продукта.
  2. Глинистые и горные породы, имеющие осадочное происхождение. Имея минеральную основу, при увлажнении они приобретают пластичность и увеличиваются в объёме. Так как для данного вида сырья характерна вязкость, то их можно использовать, производя цемент сухим способом.

Теперь следует назвать конкретно, какие ископаемые относятся к каждому из видов сырья, используемых при производстве цемента.

К карбонатным породам относят следующие виды природного сырья:

  • мел, представляющий разновидность известняка. Обладает способностью легко измельчаться;

Мел

  • мергелистый известняк, в природе встречается как в рыхлом, так и в твёрдом состоянии. В породе могут содержаться примеси глины, поэтому данный вид известняка считается сырьём переходным, обладающим свойствами, характерными и для известняков, и для глины;

Мергелистый известняк

  • известняки – ракушечники, не имеющие включений кремния. Порода имеет пористую, легко разрушающуюся при сжатии структуру;

Известняки – ракушечники

  • доломитовые породы и другие ископаемые осадочного происхождения. Они содержат карбонаты, придающие породе ценные свойства.

Доломит

Глинистые породы включают следующие виды ископаемых:

  • глина с минеральными включениями, набухающими при контакте с водой;

Глина

  • суглинки, содержащие повышенную концентрацию частиц песка;

Суглинки

  • сланцы, имеющие глинистую основу. Данное сырьё относят к горным породам, повышенной прочности. При механическом воздействии разделяется на пластинчатые пластины. Характеризуется стабильным составом и низким содержанием влаги;

Сланцы

  • лесс, пористая порода, с включениями частиц кварца и силиката.

Лесс

Кроме данных видов сырья, что изготавливать цементную смесь на заводе используют некоторые виды производственных отходов. Для улучшения качества в его состав добавляют добавки, предусмотренные технологическим процессом: глинозём и кремнезём, плавиковый шпат и апатиты.

Применение песка просто необходимо при проведении самых разных ремонтных и строительных работ. Тут все о применении карьерного песка.

При проведении отделочных работ на кухне, в ванной или в любом другом помещении необходимо знать время высыхания плиточного клея. Здесь можно узнать, сколько сохнет плиточный клей.

В настоящее время декоративная штукатурка по праву является самым популярным и прогрессивным методом отделки. Перейдя по ссылке ознакомитесь с самостоятельным ее приготовлением.

Все добавки, называемые пластификаторами, также природного происхождения. Они влияют в лучшую сторону на следующие качества цемента:

  • увеличивают стойкость к изменениям температуры;
  • усиливают прочность;
  • подвижность и эластичность продукта;
  • уменьшает проникновение воды в готовое изделие.

В зависимости от свойств, добавленных в состав цемента пластификаторов, его раствор будет застывать быстрее, или же медленнее.

Состав, из которого производят цемент

Часть людей работающих в сфере строительства не знают, из чего делается цемент.

Состав цемента может быть различным в зависимости от марки и предназначения.

Однако вне зависимости от вида цемента, то есть рецепта, использованного при его производстве, основой для него служат два компонента – известняк с добавлением глины.

Глина

Количество известняка в три раза превышает количество глины. Такие пропорции необходимы для получения качественного клинкера, являющегося полуфабрикатом для производства цемента.

Известняк

Теперь можно назвать основные компоненты состава, чтобы каждому было ясно, из чего делают цемент:

  • клинкер, основа конечной продукции, определяющая её характеристики прочности. Используется в виде гранул диаметром до 60 мм. Его термообработка выполняется при температуре, доходящей до 1500°. При плавлении клинкера образуется масса, для которой характерно высокое содержание кремнезёма и кальциевого диоксида;
  • данные компоненты влияют на эксплуатационные характеристики конечного продукта. Перед обжигом гранулы клинкера измельчаются до пылеобразного состояния;
  • гипс, определяющий скорость затвердевания цемента. В базовых рецептах предусмотрено добавление в состав чистого гипса до 6 % от общего количества компонентов;

Гипс

  • специальные добавки (пластификаторы, морозостойкие присадки, жидкое мыло и т.д.), усиливающие свойства, уже имеющиеся у продукции, или же придающие ей специальные характеристики, способные расширить область применения цемента.

Пластификатор

Производство – как изготавливают цемент, процесс получения на заводе

Изготовление материала выполняется в определённом порядке, поэтапно. В технологии его производства предусмотрены следующие операции:

  1. Ингредиенты, предназначенные для изготовления клинкера, предварительно смешиваются. Обязательно необходимо точное соблюдение пропорций состава – 25 % глины и 75% известняка.
  2. Полученный состав обжигается при высокой температуре. При высокотемпературном обжиге глина и известь соединяются, образуя клинкер.
  3. Готовый продукт измельчается шаровыми мельницами, состоящими из барабанов, расположенных в горизонтальном положении, внутри которых размещены стальные шары. Помещённый в них клинкер размельчается до состояния порошка.
  4. Чем мельче полученные фракции цемента, тем лучшие эксплуатационные характеристики он будет иметь.

Существует несколько методов изготовления данного строительного материала. Их выбор обусловлен многими факторами, основными из которых является специфика имеющегося на предприятии оборудования и спрос на определённые марки цемента.

Разработанные технологии имеют отличие в способах подготовки сырья, используемого при производстве состава. Порядок его изготовления остаётся прежним.

Производство

Разработаны следующие методы:

  1. Мокрая технология, предусматривающая замену извести мелом. В процессе смешивания компонентов состава происходит измельчение их в шаровой мельнице. Это процесс выполняется с добавлением воды. В результате образуется шихта, имеющая концентрацию влаги до 50%.
  2. Полученный материал затем обжигается в печи. После обжига он уже становится клинкером. Затем его измельчают.
  3. Сухая технология значительно уменьшает себестоимость производства, так как она объединяет несколько технологических операций в единый процесс. При использовании данной технологии компоненты, поступающие в шаровую мельницу, одновременно размалываются и сушатся.
  4. Для сушки используется воздействие горячих газов. Готовая шихтная масса имеет консистенцию порошка.
  5. Комбинированная технология объединяет особенности вышеописанных способов производства. В зависимости от оборудования, используемого на предприятии, может быть получен полусухой состав, имеющий влажность до 18%.
  6. Во втором варианте первоначально подготавливается сухая смесь, затем увлажнённая до 14 %. В обоих вариантах подготовленный состав затем отжигается и перемалывается.

Подробнее о производстве цемента смотрите на видео:

Классификация цементных смесей

Существует много разновидностей и различных марок данного строительного материала. Различают их по основному составу и добавкам, придающим каждому виду особые свойства.

Среди основных типов выделяют:

  • портландцемент, с которого начиналось производство популярного в строительстве продукта. Для изготовления связующих растворов его не используют. Он применяется для создания бетонных изделий высокой прочности, штукатурке и отделочных работах;
  • часто используют при возведении фундаментов. Для этого необходимо знать, как разводить цемент с песком;

Портландцемент

  • шлаковый цемент, при изготовлении которого используется доменный шлак и активные присадки. Используется для изготовления бетона и строительных растворов;
  • глинозёмистый цемент, отличается устойчивостью к воздействию влаги, быстрым затвердеванием;

Глиноземистый

  • кислотоупорный цемент, в котором используется кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Материал устойчив к воздействию кислот, но недолговечен.

Приобретая любой из видов цемента, следует знать, что его состав активно взаимодействует с окружающей средой, при долгом хранении теряя свою прочность.

Даже если он хранится в сухом помещении, то спустя несколько месяцев его марка изменится в меньшую сторону. Поэтому, при его приобретении, следует обращать внимание на дату изготовления. Так же можете ознакомиться с нашей статьёй о технических характеристиках цемента м400.

Производство цемента и состав цементного клинкера

Состав цементного клинкера который получается от производства цементного камня по новой технологии. Способы схем процесса производства цемента из клинкера.

Производство цемента из клинкера

Романцемент — получают путем обжига известняков, содержащих глинистых не менее 25% при температуре 1000-1200 градусов по Цельсию. Применение: производство бетонов низких марок, стеновые панели, блоки.

Портландцемент — после обжига известняков, мергелей и глинистых примесей получают цементный клинкер. Клинкер смешивают с добавками (ракушечник, доменный шлак).

Способы производства портландцемента

1. Мокрый — компоненты измельчают и смешивают в присутствии воды, полученную суспензию (шлам) обжигают.

2. Сухой — все тоже самое, только в сухом состоянии.

Минералогический состав цементного клинкера

Трехкальциевый силикат (алит) является активным минералом. Быстро твердеет и набирает прочность, сопровождается значительным тепловыделением.

Двухкальциевый силикат (белит) в начальный период твердеет медленно.

Трехкальциевый алюминат — низкая стойкость против серно-кислых соединений.

Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет медленнее алита, но быстрее белита. Прочность ниже алита.

Применение портландцемента

Приготовление растворов невысоких марок для кладочных и штукатурных работ, бетонные изделия.

Виды портландцемента

Глиноземистый — быстро твердеет. Получают путем обжига известняков и бокситов (богаты глиноземом). Процесс твердения сопровождается большим тепловыделением.

Свойства: сульфатостойкий, водонепроницаемый, жаростойкий, в 3-4 раза дороже портландцемента.
Применение: срочные ремонтные работы, аварийные работы, бетонные работы в зимних условиях, производство жаростойких бетонов.

Водонепроницаемый расширяющийся портландцемент получают путем тщательного измельчения глиноземистого цемента, гипса и гидроалюминатов кальция. При взаимодействии двух последних происходит образование гидросульфатоалюминатов кальция. Твердение сопровождается увеличением объема.

Применение: создание гидроизоляционных покрытий, заделка стыков и трещин железобетонных конструкций.

Быстротвердеющий портландцемент характеризуется быстрым нарастанием прочности.

Конечно, скорость твердения не сравнить с гипсом. Но самая быстрая из всех видов цемента.

Применение: возведение монолитных сооружений, приготовление высокопрочных бетонов.

Шлакопортландцемент жаро-, водо- и сульфатостойкий. Процесс твердения медленный.

Применение: изготовление железобетонных конструкций для работы в горячих цехах, гидротехнические сооружения.

Пуццолановый портландцемент твердеет медленно, требует систематического увлажнения.

Свойства: водостойкий, сульфатостойкий, не морозостойкий.

Применение: бетонные и ж/б конструкции.

Пластифицированный позволяет снизить водопотребление бетонных смесей и расход цемента на 5-8%.

Применение: дорожные бетоны, аэродромное и гидротехническое строительство.

Гидрофобный по своим свойствам похож на пластифицированный. Применение тоже.

Белый и цветной портландцемент

Белый изготавливают из сырья в котором мало окрашивающих оксидов (чистый известняк). Цветной — в которых много (охра, железный сурик).
Применение: облицовочные плитки, фактурный слой стеновых панелей, искусственный мрамор.

Сульфатостойкий портландцемент изготавливают из клинкера с другими примесями не более 7%.

Производство цемента

Цемент — это один из самых востребованных строительных материалов на рынке. Однако, производство готового цемента является затратным как по капитальным вложениям, так и по использованию энергии. Заводы по его производству обычно расположены вблизи мест добычи основного сырьевого компонента, каковым является известняк. Сам цемент используется в строительстве, как в чистом виде, так и в качестве основы для изготовления незаменимых материалов (бетона и железобетона).

Производство цемента начинается с добычи клинкера. Затем клинкер измельчают и получают вещество в виде порошка, в которое добавляют гипсовый компонент и другое. Расходы на добычу клинкера — большая доля затрат в себестоимости цемента. В итоге такая статья затрат, как добыча сырья, составляет долю в себестоимости готового продукта равную 70%.

Метод, с помощью которого осуществляют добычу и разработку залежей известняка называется «сносом». Используя этот метод, часть горной породы «сносят», освобождая путь к известняку желто-зеленого цвета. Глубина залегания известняка обычно составляет 10 м, толщина пласта равна 70 см. До принятой глубины породу желто-зеленого цвета можно встретить еще примерно четыре раза. На следующем этапе добытый известняк с помощью ленты для транспортировки отправляется на измельчение. Здесь известняковая порода должна приобрести размер кусков не более 10 см в диаметре. Измельченный до таких размеров известняковый компонент транспортируется на сушку и повторное перемалывание, где к нему добавляются другие составляющие. Затем известняковая смесь обжигается. Так происходит процесс получения клинкера.

Следующая стадия заключается в обработке клинкера. В первую очередь, клинкер дробят. Одновременно проходит процесс подсушки минеральных компонентов и дробление гипсового камня. Затем все компоненты смешивают и еще раз подвергают перемалыванию.

Поскольку сырье имеет порой разные технические и физические характеристики, то в промышленности существует три метода производства готового продукта. Так, при производстве цемента применяется три способа изготовления готовой смеси: мокрый, сухой и комбинированный.

Цементная смесь, произведенная мокрым способом, сделана на основе карбоната (мела), силикатов (глины) и добавок, содержащих железо. К последним относятся конвертерный шлам, огарки пирита и железистый продукт. При этом глина должна содержать влагу не более 20%, а мел не более 29%. Все компоненты смеси проходят измельчение в воде, в итоге получается суспензия, влажность которой составляет 30-50%. Суспензия, а вернее шлам, поступает в специальные печи, где проходит обжиг. Печь для обжига имеет весьма внушительные размеры: ее высота составляет 7 м, а длина — 200 м. В процессе обжига из шлама происходит выделение углекислот. На выходе из печи после обжига получается клинкер, который имеет вид шариков. Эти шарики измельчают и получают готовую цементную смесь.

При сухом способе производства происходит сушка всех сырьевых составляющих цемента, и только затем перемалывание. Таким образом, смесь имеет вид порошка.

При комбинированном способе осуществляется частичное использование двух предыдущих. Таким образом, комбинированный способ производства подразделяется на два вида. При первом из них смесь сырьевых компонентов готовят по мокрому способу, и только затем влажность смеси снижают с помощью специальных фильтров, она не должна превышать 16-18%. Потом эту массу отправляют на обжиг. При втором виде для получения смеси используется способ сухого получения первоначальной смеси, а затем в нее добавляют воду. Так получают гранулы, размер которых составляет не более 10-15 мм. Затем эти гранулы отправляют в печь для обжига.

Дата публикации статьи: 6 ноября 2014 в 11:32
Последнее обновление: 19 января 2021 в 15:50

Технология производства цемента | Новости в строительстве

Технология производства цемента сводится к получению цементного клинкера из сырьевой смеси , получаемого двумя способами : сухим и мокрым.

 

Виды цементов и область их использования.

Производство цемента для строительных нужд характеризуется следующими основными видами цемента: Портландцемент, шлакопортландцемент, гидрофобный и другие виды.

Для получения цемента используют цементный клинкер, которого получают путем обжига в печах сырьевой смеси из породы известняка и глины при высоких температурах. В зависимости от присутствия в сырьевой смеси наличия необходимых компонентов, таких как оксид кальция и алюмосиликатов,в состав водят различные добавки.

Все добавки водят с целью усиления важных строительных свойств цементного клинкера. Сырьевую смесь из глины и известняка приготавливают мокрым способом или в сухом виде из расчета на одну часть глины добавляют три части известняка. Для повышения качества сырьевого состава и уменьшения расходов на топливо в смесь добавляют поверхностно-активные добавки.Из всех выпускаемых промышленностью видов цементов наиболее важное значение имеет портландцемент.
♣ Портландцемент и получение цементного клинкера

♦  Портландцемент это гидравлическое вяжущее которое способно твердеть в воде и на воздухе.Получают путем тонкого помола клинкера с добавлением соответствующих добавок.Клинкер представляет спекшуюся сырьевую смесь известняка и глины в виде зерен размером до 40 мм. Важнейшие свойства цемента,которые перечислены ниже, зависят на прямую от качества клинкера:

 

♦ Прочность а также скорость ее нарастания при твердении цемента,стойкость в различных условиях во время эксплуатации,долговечность.Во время помола к клинкеру в целях регулирования сроков схватывания вводят  1.5…3.5% гипса от массы цемента,в пересчете на ангидрид серной кислоты SO3.Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15% от массы цемента.Технология получения портландцемента в основном сводится к следующим операциям:

Изготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжига до спекания и помола. Для получения качественного портландцемента в клинкере должны содержаться следующие важнейшие оксиды (химический состав):

1.CaO-62…..68%,

2.SiO2-18…26%,

3/Al2O3 -4…9 %,

4/Fe2O3 -0.3….6 %.

 

♦ Другими словами можно сказать что для производства портландцемента следует использовать сырьевые материалы с большим содержанием оксида кальция и алюмосиликатов,такие как известняки и глины.В известняках преобладают карбонат кальция а в глинах различные водные алюмосиликаты (галлаузит, монтмориллонит, каолинит и другие), имеющие следующую химическую формулу: Al2O3 * nSiO2 * mh3O.Кроме этого в глинах могут содержаться диоксид кремния в виде тонкого кварцевого песка и оксида железа.

♦ Необходимый химический состав цементного клинкера можно получить при соотношении глины и известняка 1 : 3 по массе.Известняк и глину могут заменить и другие материалы,например мергели (природная смесь известняка и глины).Мел может заменить известняк.Кроме этого в сырьевую смесь можно ввести корректирующие добавки,пиритные огарки или железную руду,если в исходной глине мало оксидов железа. Если необходимо повысить содержание диоксида кремния в смеси вводят кварцевый песок.

Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов

Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов

Производство цемента

♦ Для получения цементного клинкера сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом.Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки.При мокром способе легче достигается тонкое измельчение исходных материалов и получение их гомогенной смеси.Но,зато возрастает расход топлива на обжиг который значительно больше чем при сухом способе.Получаемая при мокром способе суспензия сырьевых материалов содержит 32…45 % воды.Для повышения производительности печей и уменьшения расхода  топлива,нужно стремиться к уменьшению влажности сырьевого шлама без ухудшения его текучести за счет использования поверхностно-активных добавок (ПАВ).

Рисунок-1. Вращающаяся печь размером 5 х 185 м.

 

 

1-течка для подачи шлама, 2- фильтр-подогреватель, 3-цепная завеса, внутрипечной теплообменник, 5-бандаж, 6-венцовая шестерня, 7-привод печи, 8-корпус печи, 9-огнеупорная футеровка, 10 устройство для охлаждения корпуса печи, 11- уплотнения горячего и холодного концов печи, головка печи, холодильник, 14-роликоопоры.

 

♦ Сырьевой шлам для обжига поступает во вращающуюся печь .Печь представляет собой длинный цилиндр (например длина-185 м с диаметром 5 метров),который медленно вращается вокруг своей оси.печь имеет наклон к горизонту а сырьевой шлам (сырьевая смесь) загружается в верхнюю часть и потом постепенно перемещается к нижнему концу печи.Из нижнего конца печи вдувается топливо в виде природного газа или пылевидного угля.При сжигании топлива,горячие газы двигаются навстречу сырьевой смеси,которая перемещаясь к нижнему концу печи претерпевает сначала физические превращения а затем существенные химические превращения.Происходит это следующим образом:

♦ В начале печи сырьевая смесь  подсушивается и передвигается дальше попадая в зону с температурой 550…800 °С.Здесь происходит дегидратация водных алюмосиликатных глины.Процесс сопровождается образованием соединений, которые характеризуются сильно разрыхленной структурой частиц.при этом внутренняя энергия вещества возрастает и повышает его реакционно-способность. После этого сырьевая смесь попадает в зону с температурой 900…1000 °С,где происходит диссоциация карбоната кальция и образование его оксида.При этом реакции протекают в твердом состоянии между продуктами дегидратации глины (которые содержат оксиды алюминия и диоксид кремния) и оксидом кальция.

♦ При этом оксид кальция с оксидом алюминия образуют однокальциевый алюминат CaO * Al2O3.Оксид кальция одновременно реагирует с диоксидом кремния и образуют в больших количествах двухкальциевый силикат 2CaO*SiO2.Передвигаясь далее сырьевая смесь нагревается до температуры 1200…1250 °С, а протекании реакций в твердом состоянии усиливается.Завершается образование двухкальциевого силиката,а уже имеющийся однокальциевый алюминат насыщается далее оксидом кальция и образует некоторое количество еще более основного трехкальциевого алюмината 3CaO* Al2O3.Но часть оксида кальция все еще остается в свободном виде.

Рисунок-2. Нарастание прочности минералов клинкера портландцемента

♦ Передвигаясь еще дальше, сырьевая смесь нагревается до температуры 1450°С, где происходит частичное плавление материала и завершается реакция образования силикатов и алюминатов кальция. материал спекается образуя цементный клинкер  размером 4…20 мм.После этого,выходящий из печи цементный  клинкер быстро охлаждают в специальном холодильнике.При охлаждении удается избежать образование крупных кристаллов в клинкере и сохранить вместе с тем в не кристаллизованном виде стекловидную фазу.Если клинкер не охлаждать ,получиться цемент с пониженной реакционной способностью с водой.

Цементный клинкер размалывают в порошок при этом добавляют небольшое количество двуводного гипса для регулирования сроков схватывания цемента.Чем выше тонкость помола,тем сильнее возрастает активность цемента .Средний размер зерен портландцемента составляет примерно 40 мкм.Толщина гидратации зерен через 6…12 мес. твердения не превышает 10…15 мкм.Таким образом можно сказать, что при обычном помоле портландцемента примерно 40…40 % клинкерной части не участвует в твердении и формировании структуры камня.

Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации,%

Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации

♦ С увеличением тонкости помола цемента увеличивается и степень гидратации цемента,возрастает также и содержание клеящих веществ (гидратов минералов) и повышается прочность цементного камня. Исходя из вышесказанного, можно сказать ,что цементы должны иметь тонкость помола характеризуемую остатком на сите № 008 не более 15 %.Обычно она равна 8…12 %.Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (см²/г)-суммарной поверхностью зерен в одном грамме цемента.Удельная поверхность цементов составляет 2500…3000 см²/г).Считается что прирост удельной поверхности цемента на каждые 1000 см²/г повышает его активность на 20…25 %.

Читай далее производство портландцемента

 

♣ Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Является портландцементом с минеральными добавками,от обычного отличается более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.Достигается это путем более тонкого помола цементного клинкера (до удельной поверхности 3500…4000 см²/г), а также повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (60…65 %).Быстротвердеющий портландцемент выпускают марок М-400 и М-500.используется широко при зимних бетонных работах а также в производстве железобетонных конструкций. Так как цемент издает повышенное тепловыделение,его не используют в массивных конструкциях.

♣ Пуццолановый портландцемент

Получают путем совместного помола клинкера,25…40 % от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня (ГОСТ 4013-82).Клинкер для этого вида цемента должен содержать не более 8%трехкальциевого алюмината и не более 5% оксида и марганца.В остальном свойства пуццоланового портландцемента не отличаются от свойств портландцемента.выпускается марок М-300 и 400.

♣ Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ)

Это новое эффективное вяжущее на основе портландцементного клинкера.Обладает минимальной водопотребностью среди всех существующих сегодня минеральных вяжущих.Нормальная густота ВНВ составляет 16%,а обычного портландцемента -24…30%.Получают ВНВ по более новой технологии которая заключается в совместном помоле (механохимической активации) клинкера  портландцемента и суперпластификатора С-3. ВНВ получают трех видов:

1.ВНВ-100-без минеральных добавок;

2.ВНВ-50-совместным помолом компонентов следующего состава:(50 % портландцемента марки М-400,50 % активной минеральной добавки,С3;

3.ВНВ-30-состоит из 30 % портландцемента М-400,70% активной минеральной добавки,С3.

В качестве активной минеральной добавки используют гранулированные шлаки,золу-унос,диатомиты,туфы,песок и другие.Прочность ВНВ существенно зависит от количества вводимой минеральной добавки.Удельная поверхность ВНВ 4800…5200 см ²/г.Морозостойкость бетонных образцов на основе ВНВ,составляет более 500 циклов.Сроки схватывания ВНВ можно широко регулировать от 30 минут до 24 часов при нормальных условиях твердения.Прочность при сжатии для ВНВ -100 составляет 90…100 МПА,для ВНВ-50 составляет-60 МПА,для ВНВ-30 прочность при сжатии составляет 40…50 МПА.

♣ Цветной портландцемент

♦ Цветной портландцемент выпускается следующих марок: М 300,400 и 500 -светло-желтого,желто-золотистого светло-розового,оранжевого,розового,светло-коричневого,красного,голубого,зеленого и черного цветов. Получают такой цемент путем совместного помола белого и цветного клинкеров с добавлением минеральных и органических красителей,минеральных добавок и гипса.В цветном портландцементе должно содержаться не более 15 % красковой руды,минеральных, синтетических или природных пигментов.

♦Для того чтобы расширить палитру таких цементов вводят в их состав органические красители.В результате получают подкрашенные цементы с разнообразной по тону окраске. Пигменты вводимые в состав цветных цементов должны иметь тонкость помола не менее 3000 см²/г, а их количество вместе с разбеливающими добавками не должно снижать активность цемента.

Содержание пигментов в цветном цементе для наглядности представлены в таблице

Содержание пигментов в цветном цементе

♣ Сульфатостойкий портландцемент

♦Получают такой цемент из клинкера которого нормируют минералогическим составом.Содержание в этом цементе трехкальциевого силиката должно быть не более 50%, трехкальциевого алюминия -не более 5% и сумма трехкальциевого алюмината и четырех кальциевого алюмоферрита не более 22%.

♦Введение активных и инертных минеральных добавок не допускается.Этот цемент,являясь по существу белитовый ,способен несколько замедлить твердение в начальные сроки и обладает низким тепловыделением.Сульфатостойкий портландцемент выпускается М400,используют активно для получения бетонов используемых в пресных  и в минерализованных водах.

♣ Белый портландцемент

♦Белый портландцемент (ГОСТ 965-78) получают из сырьевых материалов,которые имеют минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа,хрома,марганца).Сырьем для получения белого портландцемента служат мраморы и » чистые » известняки а также белые каолиновые глины.Производят более тонкий помол цементного клинкера с остатком на сите № 008 не более 12 %.Степень белизны является основным критерием или свойством при определении качества белого цемента.Выпускается белый портландцемент следующих марок М400 и 500.По степени белизны белый портландцемент бывает трех сортов:

1.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 80%-первый сорт,

2. При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 75%-второй сорт,

3.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 68%-третий сорт.

 

♣ Алинитовый цемент

♦ Алинитовый цемент (ТУ 21-20-53-83) получают на основе алинитового клинкера низко термального синтеза (обжигом при температуре 1000…1200 °С), который содержит  хлорид кальция (хлорид магния).Содержание хлорида кальция в клинкере обеспечивает преимущественное содержание высокоосновного хлор силиката кальция(алинит), а также хлоралюмината, ортосиликата, хлорферита кальция .

В качестве каталитической добавки для синтеза цементного клинкера используют хлорид кальция,который позволяет снизить температуру обжига на 200…300 градусов.Снижение температуры позволяет уменьшить затраты топлива на 20…30%, и повысить производительность агрегатов на 30-40 %. Так как цементный клинкер  для производства алинитового цемента получают путем обжига при относительно низких температур  (обжиг при температуре 1000…1200 °С), это позволяет значительно снизить энергозатраты и себестоимость цемента.

Алинитовый портландцемент получают совместным измельчением алинитового кальция и гипса.В цементе допускается содержание минеральных добавок до 10…15 % и гранулированных доменных шлаков до 20%.Алинитовый цемент выпускается марок -М 550,500 и 400.Предел прочности при изгибе от 5.5 до 6.2 МПа.Начало схватывания не ранее- 45 минут,конец не позднее- 10 часов с момента затворения.Алинитовый портландцемент не используется в железобетонных конструкциях с напрягаемой арматурой,во влажных условиях эксплуатации, и в условиях эксплуатации при котором строительные конструкции из такого цемента подвергаются знакопеременным и динамическим нагрузкам.

У алинитового цемента по сравнению с портландцементом более интенсивный набор прочности в ранние сроки.Используется активно в гидротехническом строительстве для облицовки каналов,для монолитного домостроения и цементирования скважин.В качестве добавки для синтеза цементного клинкера используют хлорид кальция, который позволяет снизить температуру обжига на 200…300 градусов. Снижение температуры позволяет уменьшить затраты топлива на 20…30%,и повысить производительность агрегатов на 30-40 %.

♣ Шлакопортландцемент

Является гидравлическим вяжущим веществом,получаемое путем совместного помола портландцементного клинкера,гипса и доменного гранулированного шлака. Шлакопортландцемент можно также получить путем тщательного смешивания этих же компонентов предварительно измельченных раздельно.Качество полученного шлакопортландцемента в первом случае несколько выше .Так как при раздельном измельчении  и последующим смешиванием компонентов,не удается добиться получения конечного продукта такой же однородности, как в первом случае.Содержание гранулированного доменного  шлака в шлакопортландцементе должно быть в пределах -21% и не более 60% от всей массы.Допускается не более 10% шлака заменять природными гидравлическими добавками(трепелом ,диатомитом и др.).

♣ Сульфатостойкий шлакопортландцемент

Изготавливают методом совместного помола небольшого количества гипса с цементным клинкером (в процентах от 21 до 60%) и гранулированного доменного шлака. В таком цементе ограничивают содержание в клинкере оксида марганца до 5% и трехкальциевого алюмината (3CaO* Al2O3) до 8%.Выпускается марок М 400 и 300.

♣ Низкощелочной гидротехнический портландцемент (НГЦ).

Это гидравлическое вяжущее вещество которое отличается от обычного цемента своим минералогическим составом.Для получения цементного клинкера в сырьевую смесь часть глины заменяют на диатомит.Таким образом получают цементный клинкер следующего минералогического содержания:

C3S-не менее 50%,C2S-25…27%,C3A-менее 5%,C4AF-15…18,Na2O-0.6%,MgO-не более 3.5%.Теплота гидратации цемента через семь суток -не более 251 Дж/г,Количество SO3 должно быть не более 3.5%, а остаток на сите № 008,то есть тонкость помола не более 15%.По остальным показателям цемент отвечает требованиям ГОСТ 10178-76*.Для производства цемента расходуется 330 кг диатомита на одну тону цементного клинкера.выпускается марок М 400 и используется в гидротехническом строительстве.

♣ Напрягающийся цемент

Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество. Цемент получают путем тонкого измельчения смеси из портландцемента (65…75%),гипса (6…10%) и глиноземистого цемента (13…20%).В цементе должно содержаться SO3 не менее 3.5% и не более 7%.Цемент используется для производства самонапрягающего железобетона,который во время твердения в зависимости от вида используемого цемента имеет свойство расширяться в объеме от 2 до 2.5%.В процессе расширения бетон передает арматуре и конструкции предварительное напряжение,без использования каких либо механических или термических способов натяжения арматуры.Напрягающие цементы различают :

1.Нц-20 с малой энергией само напряжения (не менее 2 МПа),

2.НЦ-40 со средней энергией само напряжения (до 4 МПа),

3.Нц-60 с высокой энергией само напряжения (до 6 МПа).

Начало схватывания напрягающего цемента не ранее 30 минут,конец -не позднее чем через 4 часа после затворения.Прочность на сжатии через 1 сутки для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 15 МПа.Через 28 суток прочность на сжатии для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 50 МПа. Относительное линейное расширение через 28 суток для НЦ-20 должно быть не более 2%,а для НЦ-40 — не более 2.5%.Использование такого цемента обеспечивает газонепроницаемость,водонепроницаемость и бензонепроницаемость конструкциям и значительно  повышает их трещиностойкость.Используется цемент активно для изготовления резервуаров для воды,напорных железобетонных труб,при строительстве спортивных комплексов,а также при строительстве дорог и аэродромов.

♣ Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество.Цемент получают двумя методами:

1. Путем помола глиноземистого цемента,гипса и высокоактивного алюмината кальция.

2.Путем смешивания в шаровой мельнице тонко измельченных тех же самых  компонентов.

Важную роль в приобретении цемента своих основных свойств в данном случае имеет высокоосновный алюминат кальция 4CaO*Al2O3.Его получают путем гидротермической обработки в течении 5…6 часов смеси состоящей из воды до 30%,извести и глиноземистого цемента,( в пропорциях 1: 1),при температуре 120 …150°С. полученный в результате такой обработки продукт высушивают и измельчают.При этом цемент должен приобрести следующие свойства:

Начало схватывания цемента -не ранее 4 минут,конец схватывания -не позднее 10 минут.Схватывание цемента можно замедлить путем добавки в смесь следующих компонентов:

Добавка СДБ,уксусной кислоты и буры.Линейное расширение через 1 сутки твердения цемента должно быть не менее 0.2% и не более 1%.Цемент используют активно при восстановлении разрушенных бетонных и железобетонных конструкций,в подземном и подводном строительстве при создании водонепроницаемых швов и в других видов работ.

♣ Глиноземистый цемент

♦Глиноземистый цемент является быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество.Получают путем тонкого измельчения обожженной до плавления сырьевой смеси извести и бокситов с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.Глиноземистые цементы выпускают с добавками ( до 2 % различных веществ), улучшающие определенные свойства цемента, и снижающие его стоимость,а также без добавок. Согласно требованиям ГОСТ 969-77 производят глиноземистые цементы трех марок: М 400,500 и 600.

Бетоны изготовленные на глиноземистом цементе разрушаются в щелочных водах, но зато отличаются стойкостью в условиях пресных и сульфатных вод. Бетоны изготовленные на глиноземистом цементе имеют значительную плотность и высокую морозостойкость.Глиноземистый цемент превосходит по своим физико-химическим свойствам (стойкость в различных средах,скорость твердения и др.) все другие вяжущие вещества, но его себестоимость в 3-4 раза выше, чем для портландцемента.Поэтому его использование ограниченно.

Используют в основном при  срочных восстановительных работах (ремонт плотин, мостов, дорог). Химическая стойкость этого цемента позволяет его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности,на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей.Кроме этого глиноземистый цемент обладает стойкостью против действия высоких температур( 1200-1400 °С ) и выше. Это свойство позволяет изготовить на его основе жаростойкие бетоны которые используются при футеровки тепловых аппаратов.

♣ Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент

♦ Представляет собой быстротвердеющее вяжущее,которое получают в результате совместного помола природного двуводного гипса и высокоглиноземистого доменного шлака в следующих соотношениях:  Природный гипс-0,3 частей по массе,высокоглиноземистый доменный шлак-0.7 частей по массе.При этом содержание SO3 не должно быть более 17%.Такой состав создает условия для кристаллизации эттрингита в виде коротких и широких игл.

♦ Согласно ГОСТ 11052-74 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент должен отвечать следующим основным требованиям:Начало схватывания цемента не ранее чем через 10 минут после затворения.Конец схватывания-не позднее 4 часов после затворения.Тонкость помола, то есть остаток на сите  № 008 не более 10 % от всей массы пробы.Предел прочности при сжатии через 3 суток образцов из раствора  1 : 3 должен быть не менее 30 МПА.

Цемент используется для получения расширяющихся и безусадочных водонепроницаемых бетонов,гидроизоляционных штукатурок,используется для заделки стыков сборных и железобетонных конструкций,зачеканки швов и раструбов водопроводных линий при рабочем давлении до 1,1 МПа.

♣ Белитошламовый цемент

Белитошламовый цемент (БШЦ)-не содержит 3CaO * SiO2 (трехкальциевый силикат),который наиболее подвержен коррозии в цементном камне.БШЦ является быстротвердеющим вяжущим состоящий из белита( двукальциевого силиката 2CaO * SiO2), и гипса.Белит наиболее стоек к воздействию агрессивных сред.Вяжущее получают методом совместного помола обожженного при 650…700 °С  белого шлама (отход металлургического производства) и гипса в количестве 12…17 %.К недостаткам белитошламового цемента относят неоднородность его состава и свойств.Поэтому его использование в строительстве ограничено.

♣Шлакощелочные вяжущие

Получают на основе смешанного щелочно-щелочноземельного алюмосиликатного состава. По сравнению с портландцементом для такого вида вяжущего характерны:

1. Более низкие (2-3 раза) экзотермия и контракция

2. Более высокая активность и быстрый набор прочности,

3.Стойкость в ряде агрессивных сред,

4. Низкая температура начала морозной деструкции (-50°С),

5. Более высокие пределы прочности на растяжение,
6. Способность твердеть при отрицательных температурах (-5…-15 °С).

 

Расход компонентов (т на 1 т шлакощелочного вяжущего) в зависимости от щелочного компонента и марки вяжущего.

Таблица расхода компонентов входящие в состав шлакощелочного вяжущего

♦В зависимости от щелочного компонента и шлака,шлакощелочные вяжущие изготавливают следующих типов:

Высокопрочные,жаростойкие,быстротвердеющие,сульфатостойкие,безусадочныетампонажные.В таблице ниже вы можете посмотреть составы шлакощелочных вяжущих.Для шлакощелочных вяжущих основными продуктами гидратации являются низкоосновные гидросиликаты кальция тоберморитовой группы. А также щелочные и щелочно-щелочноземельные гидроалюмосиликаты (аналоги природных породообразующих минералов-цеолитов и слюд),кремниевая кислота,кальцит и другие.

♦В них отсутствует гидроферриты кальция, свободная известь , гидроалюминаты и высокоосновные гидросиликаты. Отсутствии в их составе высокоосновных гидратов и низкая основность продуктов гидратации шлакощелочных вяжущих определяют высокие физико-механические свойства бетонов.Шлакощелочные бетоны относят к классам В 10…В 110 и превосходят бетоны на портландцементе по плотности, долговечности, прочности на сжатие и растяжение, однородности, а также по предельной сжимаемости и растяжимости.

♦Эти бетоны характеризуются высокими показателями морозостойкости (F300….F 1000),атмосферостойкостью и водонепроницаемостью (W8…W30).Преимущества в таких важных эксплуатационных свойствах позволило использовать бетоны на основе шлакощелочных вяжущих в особо ответственных конструкциях и в конструкциях специального назначения.

Читай также виды цемента

 

 

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях! *****

Цемент и его производство — презентация онлайн

1.

Цемент и его производство Презентация выполнена
Проскуриным Михаилом

2. Цемент-это…

• Цемент- искусственное
неорганическое
гидравлическое вяжущее
вещество. Один из основных
строительных материалов. При
взаимодействии с водой,
водными растворами солей и
другими жидкостями образует
пластичную массу, которая
затем затвердевает и
превращается в камневидное
тело.
(лат. caementum — «щебень, битый камень»

3. Происхождение

• Способы производства вяжущих веществ были
изобретены где-то в 3-4 тысячелетии до нашей
эры. Первые искусственно созданные вяжущие
вещества – известь и строительный гипс
применялись во время строительства Великой
Китайской стены. Прочность у тех материалов
довольно невысокая.
• По прошествии времени водостойкость
известковых растворов уже умели повышать,
вводя в раствор обожженной глины мелкого
помола и вулканических пород.
• В Москве на протяжении многих тысячелетий
только воздушная известь и гипс были вяжущими
материалами. Их большим недостатком была
низкая водостойкость.
Римляне подмешивали к извести материалы для
придания ей гидравлических свойств:
пуццоланы
дроблёные или измельчённые кирпичи
трасс

4. Происхождение

• Нам цемент известен с 1822 года. Егор Челиев,
русcкий строитель, методом смешивания глины и
извести получил материал с вяжущими свойствами.
Через нескольких лет он описал процесс
приготовления цементных материалов и бетона, а
также все преимущества их использования.
• Англичанин Д. Аспинд в 1824 году получил на
изготовление цемента патент. Он предложил
смешать глину и известковую пыль и эту смесь
подвергнуть обработке при высокой температуре.
Получился серый материал (клинкер). Его
необходимо было измельчить до мелкого помола и
смешать с водой. При высыхании получался
материал высокой прочности.
После появления цемента он был оценен по
достоинству. Сейчас без использования цемента
даже нельзя представить себе ни одно
строительство или ремонт

5.

Виды цемента По виду клинкера делится на портландцемент, шлаковый цемент, пуццолановый
цемент, расширяющий цемент, пластифицированный цемент, сульфатостойкий цемент,
гидрофобный и другие. Опишем основные из них:
1. Быстротвердеющий
портландцемент (БТЦ) –
цемент с минеральными
добавками, который
отличается интенсивным
нарастанием прочности в
первый период твердения.
2. Сульфатостойкий
портландцемент цемент, который
изготовляют из клинкера
нормированного
минералогического
состава

6. Виды цемента

3. Тампонажные
портландцемент – цемент,
предназначенный для
цементирования нефтяных
и газовых скважин.
Тампонажный цемент
изготовляют совместным
тонким измельчением
клинкера и гипса.
4.
Расширяющиеся цемент –
цемент, растворы на
основе которого дают
приращение объема. Эти
цементы смешаны, состоят
из основного вяжущего и
расширяющей добавки.
Расширение происходит в
результате химической
реакции между ними.

7. Виды цемента

5. Шлаковый цемент — общее
название цементов, получаемых
совместным помолом
гранулированных доменных шлаков
с добавками-активизаторами
(известь, строительный гипс,
ангидрит и другие) или смешением
этих, раздельно измельченных,
компонентов.
6.
Глиноземистый цемент — быстро
твердеющие в воде и в воздухе
высокопрочные вяжущие,
получаемые путем обжига смеси,
богатой глиноземом и оксидом
кальция, и последующего тонкого
помола продукта обжига.
Глиноземистый цемент в отличие от
других не содержит ни гипса, ни
минеральных добавок. Качество
цемента тем выше, чем больше
оксида алюминия.

8. Виды цемента

• По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом
пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160
мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком. Марки
выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50)
обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60
МПа).
• Самой популярной для частного применения маркой является с классом прочности 32,5, как
оптимальное соотношение цена/качество.
• М500 считается подходящим для более ответственных построек: промышленных, с особыми
требованиями к надежности и долговечности.
• Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или
«фортификационным» и заметно дороже марки 500. Применяется для строительства военных
объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

10. Применение конкретных марок

• М400 — для монолитного и сборного железобетона.
• М500 — при производстве гидротехнических сооружений и плит, расположенных в зоне переменного
уровня воды, асбестоцементных изделий, заливки тротуаров и бордюров, массивов из бетона,
фундаментов всех типов.
М600 — для бетонирования сборных конструкций с высоким качеством.
• М700 — для создания бетонов с классом прочности от В35 и работы с высоконапряженными постройками.

11. Виды цемента

По назначению на :
• Общестроительные
• Специальные
Также цемент делится:
По срокам схватывания на:
• медленносхватывающиеся – с
сроком начала схватывания
более 2 ч;
• нормально схватывающиеся –
с сроком начала схватывания
от 45 мин до 2 ч;
• быстросхватывающиеся – с
сроком начала схватывания
менее 45 мин
По вещественному составу на:
• чистоклинкерные (без добавок)
• с минеральными добавками

12. Составные компоненты

• Алит – обеспечивает быструю реакцию с водой. Данный компонент
играет значительную роль в наборе прочности цемента. Его
содержание в клинкере — 50-70%.
• Белит – при смешивании с водой на первых порах он медленно
вступает в реакцию, при этом его влияние на прочность бетона
незначительна. На более поздних сроках белит существенно
повышает прочность конструкции. Содержание – 15-30%.
• Алюминатная фаза – смешиваясь с водой, компонент способен
спровоцировать быстрое схватывание. Поэтому в состав цемента
добавляется гипс или аналогичные компоненты позволяющие
контролировать процесс схватывания. Содержание в клинкере – 510%.
• Ферритная фаза — скорость реакции с водой промежуточная между
показателями белита и алита. На долю в составе клинкера выпадает
5-15%.
• Другие элементы (например, оксид кальция или щелочные
сульфаты) не более 3%.

13. Производство

Производственный цикл состоит их
нескольких этапов:
Первый этап предусматривает
нагрев смеси глины и гашенной
извести (могут присутствовать другие
компоненты) до температуры +1450°С,
образуются гранулы клинкера.
Второй этап — спешивание
гранул с гипсом (гипс добавляется для
регуляции времени схватывания) и
перемалывание. Далее производится
введение добавок (при
необходимости), которые окажут
влияние на свойства цемента.

14. Производство

15. Производство

16. Значение цементной промышленности

• Цемент является вторым после воды наиболее употребляемым ресурсом на земле:
ежегодно его потребление составляет около 1 тонны на человека. Цемент производится
в 156 странах мира. Но 70% мирового производства сосредоточено лишь в 10 странах,
где проживает 70% населения земли.
• Цементная промышленность имеет ключевое значение для экономического развития,
поскольку производит основной вид строительных материалов для жилищного,
промышленного строительства и для строительства объектов инфраструктуры.
• Цементная промышленность – одна из ведущих отраслей производства строительных
материалов.
Это свидетельствует о значительном потенциале развития цементной отрасли.

Про цемент, цемент в бетоне, цемент для бетона, состав цемента, производство цемента

Цемент (в переводе с латинского «битый камень») — oдин из основных строительных материалов; гидравлическое минеральное вяжущее вещество, приобретающее при затвердевании высокую прочность, также используемое при изготовлении бетона. Его называют гидравлическим, поскольку набор прочности и затвердевание происходит в присутствии воды; полученные из цементных минералов и воды твёрдые соединения водостойки, то есть нерастворимы в воде. Его называют минеральным, поскольку исходные материалы, используемые для его получения, — минеральной природы (горные породы или продукты их выветривания).

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии. Самыми распространенными марками цемента являются : без минеральных добавок М 400 Д0 и М 500 Д0 и с минеральными добавками М 400 Д20 и М 500 Д20.

ЦЕМЕНТ в БЕТОНЕ:

Самое распространенное применение цемента это производство бетона и раствора.

 

тел: +7-926-900-09-69

тел.: +7-926-779-96-96

тел.:+7-926-900-31-88 

ИНФОРМАЦИЯ

 

 

Мы рады Вам предложить товары в наших интернет – магазинах.

 Магазин товаров для рыбалки, охоты и туризма

  Магазин кондиционеров и климатической техники 

МЫ ПРОИЗВОДИМ
ДОСТАВЛЯЕМ
КАЧЕСТВЕННЫЙ БЕТОН !!! 

г. Гагарин 

Промышленный проезд, дом 3

Гагаринский бетонный завод

ВНИМАНИЕ, НЕ ПУТАЙТЕ АДРЕС!

Отдел продаж:

ООО «Гагаринский бетонный завод»
Тел.:  +7 (900) 220-11-22

+7 (926)900-09-69
Факс: +7 (495) 778-31-88
Моб.: 8-926-779-96-96 
E-mail:betonbeton67.ru

Мы принимаем карты:

 

ПРОИЗВОДИМ

ДОСТАВЛЯЕМ

СТРОИМ

_______________

 

 

 

 

 

БЛАГОУСТРОЙСТВО

УЧАСТКА

 

 

 

Новости

03. 08.21

Продажа ровинга для производства базальтовой арматуры по приемлемой цене.

07.07.21

23-06-2021 года. Мы запустили производство Арматуры Композитной Полимерной (АКП) из стекловолокон и базальтоволокон.

08.11.19

Мы начали продажу арматуры. Это очень качественный товар, производимый нашими партнерами на урале. Неметаллическая композитная АРМАТУРА периодического профиля соответствует ГОСТ. подробнее на страничке АРМАТУРА

07.08.19

Во второе воскресенье августа отмечают свой профессиональный праздник строители.

Компания Гагаринский Бетонный Завод поздравляет с ДНЕМ СТРОИТЕЛЯ.

 

19.06.19

Теперь мы принимаем к оплате карты.

Реклама

здесь может быть:

ВАША РЕКЛАМА

 

АРМАТУРА

БАЗАЛЬТОВАЯ

АРМАТУРА

СТЕКЛОПЛАТИКОВАЯ

Как производится цемент

Портландцемент является основным компонентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем для затвердевания.

Цемент

производится из тщательно контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.

Обычные материалы, используемые для производства цемента, включают известняк, ракушки и мел или мергель в сочетании со сланцами, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком и железной рудой.Эти ингредиенты при нагревании при высоких температурах образуют похожее на камень вещество, которое растирается в мелкий порошок, который мы обычно называем цементом.

Каменщик Джозеф Аспдин из Лидса, Англия, впервые изготовил портландцемент в начале 19 века, сжигая порошкообразный известняк и глину в своей кухонной плите. С помощью этого грубого метода он заложил основу для промышленности, которая ежегодно перерабатывает буквально горы известняка, глины, цементной породы и других материалов в порошок настолько мелкий, что он проходит через сито, способное удерживать воду.

Лаборатории цементных заводов проверяют каждый этап производства портландцемента с помощью частых химических и физических испытаний. Лаборатории также анализируют и тестируют готовый продукт, чтобы убедиться, что он соответствует всем отраслевым спецификациям.

Наиболее распространенным способом производства портландцемента является сухой метод. Первым шагом является добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов. После добычи порода дробится. Это включает в себя несколько этапов.Первое дробление уменьшает размер породы до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые мельницы для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.

Щебень смешивают с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчают, смешивают и подают в цементную печь.

Цементная печь нагревает все ингредиенты примерно до 2700 градусов по Фаренгейту в огромных цилиндрических стальных вращающихся печах, облицованных специальным огнеупорным кирпичом. Печи часто достигают 12 футов в диаметре — достаточно больших, чтобы вместить автомобиль, и во многих случаях длиннее, чем высота 40-этажного здания.Большие печи установлены с небольшим наклоном оси от горизонтали.

Мелкоизмельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. В нижней части находится ревущий взрыв пламени, создаваемый точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативных видов топлива или газа при принудительной тяге.

Когда материал проходит через печь, некоторые элементы удаляются в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером.Клинкер выходит из печи в виде серых шариков размером с мрамор.

Клинкер выгружается раскаленным из нижнего конца печи и обычно доводится до рабочей температуры в различных типах охладителей. Нагретый воздух из охладителей возвращается в печи, что позволяет экономить топливо и повышает эффективность горения.

После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка. Цемент настолько мелкий, что 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен.Цемент теперь готов к транспортировке на заводы по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Хотя сухой процесс является наиболее современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в Соединенных Штатах используется мокрый процесс. Эти два процесса по существу похожи, за исключением того, что в мокром процессе сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

8 Основные ингредиенты цемента и их функции

Цемент, как вяжущий материал, является очень важным строительным материалом.Почти все строительные работы требуют цемента. Поэтому состав цемента представляет большой интерес для инженеров. Для понимания состава цемента необходимо знать функциональность ингредиентов цемента. Изменяя количество ингредиента при производстве цемента, можно добиться желаемого качества цемента.

Состав цемента

Состав цемента

Цемент состоит из восьми основных компонентов. Следующее изображение показывает ингредиенты цемента:

Общий процент этих ингредиентов в цементе указан ниже:

Ингредиент
процент в цементе
Lime 60- 65
17-25 17-25
3-8
Magnesia 1-3
Оксид железа 0.5-6
0.1-0.5
1-3
Alkaline 0-1
0-1

Функции цементных ингредиентов

Основные характеристики этих ингредиентов цемента, а также их функции и полезность или вредность приведены ниже:

  1. Известь : Известь представляет собой оксид кальция или гидроксид кальция.
    • Наличие извести в достаточном количестве необходимо для образования силикатов и алюминатов кальция.
    • Дефицит извести снижает прочность свойства цемента.
    • Дефицит извести приводит к быстрому схватыванию цемента.
    • Избыток извести ухудшает качество цемента.
    • Чрезмерное присутствие извести вызывает расширение и разрушение цемента.
    •  

  2. Кремнезем : Диоксид кремния известен как кремнезем, химическая формула SiO 2 .
    • В цементе должно присутствовать достаточное количество кремнезема для двухкальциевого и трехкальциевого силиката.
    • Силикагель придает прочность цементу.
    • Кремнезем обычно составляет около 30 процентов цемента.

       

       

  3. Глинозем : Глинозем представляет собой оксид алюминия. Химическая формула Al 2 O 3 .
    • Глинозем придает цементу свойство быстрого схватывания.
    • Температура спекания снижается при наличии необходимого количества глинозема.
    • Избыток глинозема ослабляет цемент.
    •  

  4. Магнезия : Оксид магния. Химическая формула MgO.
    • Содержание магнезии в цементе не должно превышать 2%.
    • Избыток магнезии снижает прочность цемента.
    •  

  5. Оксид железа : Химическая формула Fe 2 O 3 .
    • Оксид железа придает цвет цементу.
    • Действует как флюс.
    • При очень высокой температуре вступает в химическую реакцию с кальцием и алюминием с образованием трехкальциевого алюмоферрита.
    • Трехкальциевый алюмоферрит придает твердость и прочность цементу.
  6. Сульфат кальция : химическая формула Caso 4 4
    • Это присутствует в цементе в виде гипса (CASO 4 o) 2 o)
    • Это замедляет или замедляет схватывающее действие цемента.
    •  

  7. Триоксид серы : Химическая формула SO 3
    • Его содержание не должно превышать 2%.
    • Избыток триоксида серы делает цемент неустойчивым.
    •  

  8. Щелочной :
    • Содержание не должно превышать 1%.
    • Избыточное щелочное вещество вызывает высолы.
    •  

Резюме статьи :

  • Что входит в состав цемента?
  • Опишите цементный состав.
  • Каковы функции различных компонентов цемента?
  • Каковы функции извести в цементе?
  • Каковы функции кремнезема в цементе?
  • Каковы функции глинозема в цементе?
  • Каковы функции магнезии в цементе?
  • Каковы функции оксида железа в цементе?

Статьи по теме:

Цементные

Клинкер

Цементный Процесс производства

Выберите страну / регион *

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканца РеспубликаЧадЧилиКитайОстров РождестваКокосовые (Килинг) островаКолумбияКоморские островаКонго, Демократическая Республика КукаКоста-РикаКот-д’ИвуарХорватияКубаКипрЧехияДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарунские островаФирджи edoniaFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и Макдональд IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарРеюньонРумынияРусь сийская FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSamoaSan MarinoSao Том и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальный Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабского EmiratesUnited KingdomUruguayUS Minor Отдаленные островаУзбекистанВануатуВенесуэлаВьетнамВиргинские острова (Британские)Виргинские острова (U. S.)Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве

Производство цемента и бетона

Цемент является основным компонентом бетона. Это мелкий порошок, который действует как клей, скрепляющий бетон при смешивании с водой, песком и заполнителями.

Цемент производится путем нагревания во вращающейся печи смеси мелкоизмельченного известняка, глины и песка до температуры, достигающей 1450ºC. Это приводит к производству цементного клинкера, промежуточного продукта при производстве цемента.Цементный клинкер выходит из печи, охлаждается, а затем тонко измельчается для получения порошка, который мы знаем как цемент. Топливо, сжигаемое для нагрева печи, составляет около 40% выбросов при производстве цемента. Остальные 60 % являются «выбросами процесса», т. е. когда известняк перегревается, он высвобождает свои атомы углерода и образует CO 2  в печи, которые практически невозможно восстановить. Канадская цементная и бетонная промышленность принимает ряд инновационных мер для дальнейшего сокращения своего углеродного следа.

 

Цемент — это лишь небольшая часть рецепта бетона, обычно составляющая от 7% до 10% бетонной смеси. Другими основными компонентами бетона являются песок, гравий (мелкий и крупный заполнитель) и вода.

Химические вещества, называемые добавками, иногда добавляются на этапе производства бетона для улавливания воздуха, удаления воды, изменения вязкости и изменения других эксплуатационных свойств. Производители улучшают процесс связывания цемента на этапе производства бетона с помощью дополнительных вяжущих материалов (ВВМ), которые поступают из потоков промышленных отходов.

Основные ингредиенты цемента (известняк, песок и глина) и бетона (цемент, смешанный с песком, гравием и водой) являются одними из наиболее доступных видов сырья на Земле.

 

   
Цементный порошок   Основные ингредиенты бетона: (цемент, смешанный с песком, гравием и водой)   Доля различных ингредиентов в типичной бетонной смеси

История цемента | Строительные материалы — CEMEX США

Знаете ли вы?

 

  • Египтяне использовали похожий на цемент материал (содержащий гипс) для возведения Великой пирамиды в 2600 году до н. С.
  • Пять штатов производят почти 50% всего цемента, производимого в Америке. Это (по порядку): Калифорния, Техас, Мичиган, Пенсильвания и Миссури.
  • Цемент является едким веществом. Он может обжечь кожу и глаза, как кислота.

 

Материалы предоставлены Институтом информации о полезных ископаемых, © 2002 www.mii.org 


История портландцемента

Цемент в том виде, в каком мы его знаем, был впервые разработан Джозефом Аспдином, предприимчивым британским каменщиком 19-го века, который нагревал смесь молотого известняка и глины в своей кухонной плите, а затем превращал смесь в мелкий порошок.

Результатом стал первый в мире гидравлический цемент: тот, который затвердевает при добавлении воды. Аспдин назвал свое творение портландцементом из-за его сходства с камнем, добытым на острове Портленд у британского побережья. В 1824 году этот блестящий мастер получил патент на самый распространенный в мире строительный материал, положивший начало современной мировой промышленности по производству портландцемента.


Производственный процесс

Портландцемент

— комбинация кальция, кремнезема, алюминия и железа — является основным компонентом бетона.

Производство кальциево-силикатного портландцемента, соответствующего определенным химическим и физическим характеристикам, требует тщательного контроля производственного процесса.

Во-первых, сырье — известняк, ракушки или мел вместе со сланцами, глиной, песком или железной рудой — добывается в карьере, который обычно находится рядом с заводом-изготовителем. Перед тем, как покинуть карьер, эти материалы измельчаются двумя комплектами дробилок. Первичный набор дробит камень примерно до пяти дюймов (125 мм) в диаметре, а вторичный набор измельчает его до размера всего 3/4 дюйма (19 мм).Затем сырье отправляется на завод-изготовитель, где его дозируют для создания цемента с определенным химическим составом.

Портландцемент

производится двумя способами: мокрым и сухим.

При сухом методе сухое сырье дозируется перед измельчением в мелкий порошок, смешивается, а затем в сухом виде загружается в печь.

При мокром методе суспензия создается путем добавления воды к правильно подобранным сырьевым материалам перед их измельчением, смешиванием и подачей в верхний конец наклонной и вращающейся цилиндрической печи, где скорость их прохождения регулируется наклоном печи. и скорость вращения.

Горящее топливо — обычно порошкообразный уголь или природный газ — затем подается в нижнюю часть печи, нагревая сырье до 2600–3000 градусов по Фаренгейту (1430–1650 градусов по Цельсию). При температуре 2700 градусов по Фаренгейту (1480 градусов по Цельсию) несколько химических реакций сплавляют сырье, создавая так называемые цементные клинкеры: серовато-черные гранулы размером с мрамор.

Раскаленные докрасна клинкеры выгружаются из нижнего конца печи и передаются в различные типы охладителей для снижения их температуры, чтобы с ними можно было безопасно обращаться.Теперь охлажденные клинкеры смешивают с гипсом и измельчают в порошок серого цвета, настолько мелкий, что он может пройти через сито с размером ячеек 75 микрон или 200 меш.

Этот мелкодисперсный порошок серого цвета представляет собой портландцемент.


Типы портландцемента

Гибкость портландцемента очевидна в различных типах, которые производятся для удовлетворения различных физических и химических требований.

Спецификация C-150 Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) предусматривает восемь отдельных типов портландцемента.

  • Тип I — для использования, когда специальные свойства, указанные для любого другого типа, не требуются.
  • Тип IA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип I, где требуется воздухововлечение.
  • Тип II — Для общего использования, особенно когда требуется умеренная устойчивость к сульфатам.
  • Тип IIA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип II, где требуется воздухововлечение.
  • Тип II(MH) — Для общего использования, особенно когда желательны умеренная теплота гидратации и умеренная устойчивость к сульфатам.
  • Тип II(MH)A — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип II(MH), где требуется воздухововлечение.
  • Тип III — Для использования, когда требуется высокая начальная прочность.
  • Тип IIIA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип III, где требуется воздухововлечение.
  • Тип IV — Для использования, когда желательна низкая теплота гидратации.
  • Тип V — Для использования, когда требуется высокая стойкость к сульфатам.

Белый портландцемент

Когда архитектурные соображения требуют белого или цветного бетона или раствора, портландцемент можно адаптировать к производству белого портландцемента, который является лишь одним из ряда доступных типов гидравлического цемента специального назначения.

Белый портландцемент

по составу идентичен традиционному продукту серого цвета, за исключением цвета. Это стало возможным во время производственного процесса за счет выбора сырья, содержащего лишь незначительное количество оксидов железа и магния, которые придают портландцементу его серый цвет.


Смешанные гидравлические цементы

Смешанные гидравлические цементы, разработанные в соответствии со специальными требованиями стандартов ASTM C595 или C1157, производятся путем смешивания портландцемента, измельченного и гранулированного доменного шлака, золы-уноса, природного пуццолана и микрокремнезема.Эти цементы также могут быть воздухововлекающими, умеренно сульфатостойкими или с умеренной или низкой теплотой гидратации, в зависимости от необходимости.


Цементы, соответствующие стандарту ASTM C1157, включают:

 

  • Тип ГУ — цемент смешанный гидравлический для общестроительных работ.
  • Тип HE — цемент высокой ранней прочности.
  • Тип МС — цемент средней сульфатостойкости.
  • Тип HS — цемент повышенной сульфатостойкости.
  • Тип МН — цемент умеренной теплоты гидратации.
  • Тип LH — низкотемпературный цемент гидратации.

 

Цементы, соответствующие стандарту ASTM C1157, также могут иметь низкую реакционную способность (вариант R) с заполнителями, реагирующими со щелочами. Ограничений по составу цементов С1157 нет. Производители могут оптимизировать ингредиенты, такие как пуццоланы и шлаки, для достижения определенного набора свойств бетона.

Из всех смешанных цементов, доступных во всем мире, типы IP и IS являются наиболее распространенными.В то время как Европа и Азия в настоящее время используют больше цементов с добавками, чем Соединенные Штаты, экологические и энергетические проблемы, в дополнение к потребительскому спросу на цементы с особыми свойствами, могут изменить эту ситуацию.

Процесс производства цемента | Восстановить материалы

Известняк (основной источник карбоната кальция CaCO 3 ) и глина (основной источник кремнезема SiO 2 , глинозема Al 2 O 3 и оксида железа Fe 2 O 3 9014 ) обычно добываются в карьеры, принадлежащие компании, и предварительно смешанные с целевым химическим составом материала.Корректирующие материалы, такие как песок, железная руда, бокситы или промышленные отходы (альтернативные сырьевые материалы), затем используются для тонкой настройки и корректировки химического состава этого предварительно смешанного материала на сырьевом заводе. Затем сырьевая мука мелкого помола хранится и дополнительно гомогенизируется в бункере для сырьевой муки.

Основой процесса производства цемента является термический процесс в системе печей с производительностью по клинкеру до 12 000 тонн в сутки в настоящее время.

Система печи состоит из статической системы предварительного нагрева, как правило, с пятью циклонными ступенями и кальцинатором.Сырьевую муку (так называемую «печную шихту») нагревают до 1000°С и прокаливают карбонатно-кальциевую часть: CaCO 3  -> CaO + CO 2 (г). Затем во встроенной вращающейся печи материал нагревается до 1450°C и образуется клинкер из портландцемента.

Клинкер представляет собой совокупность четырех искусственных минералов (алита, белита, трехкальциевого алюмината и феррита), обладающих гидравлическими свойствами, т.е. затвердевающих при смешивании с водой.

Быстрое охлаждение и замораживание этих искусственных минералов затем происходит в охладителе клинкера, третьем элементе системы цементных печей.Важнейшим ингредиентом для осуществления этой минеральной трансформации является топливо. Исторически использовались нефть и газ, затем уголь и нефтяной кокс, но с 1980-х годов для отопления используется все больше и больше альтернативных видов топлива. Здесь следует подчеркнуть, что топливная зола полностью включается в клинкер, поэтому окончательный состав клинкера всегда представляет собой сумму прокаленной сырьевой муки и оставшейся после выгорания топлива топливной золы. Клинкер является важным промежуточным продуктом в производстве цемента, а также продается по всему миру как товар между производителями цемента.

Цемент производится путем смешивания и тонкого измельчения клинкера, гипса и минеральных компонентов (например, известняка, пуццолана, золы-уноса или гранулированного доменного шлака, микрокремнезема) на цементных мельницах.

Гипс добавляется для контроля схватывания цемента, т.е. процесса твердения. Минеральные компоненты добавляются для уменьшения доли клинкера в цементах и ​​придания продуктам особых свойств. Pure Ordinary Portland Cements (OPC) содержат только клинкер и гипс; смешанные цементы — это цементы с минеральными компонентами.

Определение цемента и его применения


Цемент в основном используется для производства бетона, самого универсального и прочного строительного материала в мире. Однако в настоящее время все большее значение приобретают некоторые другие области применения цемента.

«Цемент и его применение» основан более ста лет назад и является частным независимым отраслевым журналом, посвященным проблемам производства и применения цемента в России, во всех новых независимых государствах на территории бывшего СССР и в других странах. мира.

Свойства

Универсальная железобетонная форма

Это тип тонкой железобетонной конструкции, в которой большое количество проволочных сеток малого диаметра равномерно переплетено по всему поперечному сечению.

Сетка может быть металлической или из подходящего материала.

Вместо бетона используется портландцементный раствор.

Процессы производства цемента

Следующие этапы включают в себя производство цемента:

Разработка карьеров, дноуглубительные работы и копание

При взрыве горных пород обнаружен известняк и сланец, которые транспортируются на цементный завод.Раковины добываются путем драгирования дна океана. Глину и мергель добывают, выкапывая из земли экскаваторы. Раковина, глина и мергель транспортируются на цементный завод.

Шлифовка

Известняк и сланец для дробления на мелкие кусочки. первичная дробилка уменьшает их до размера мяча для софтбола. эти куски затем транспортируются на вторичную дробилку с помощью конвейеров.

Смешивание

Химики завода анализируют содержание минералов и пропорции каждой породы и сырья для получения однородного цементного продукта.Затем сырье смешивают в правильных пропорциях перед тонким измельчением.

Тонкий помол

Тонкий помол может производиться мокрым или сухим способом.

Мокрый процесс — это более старый процесс, который использовался в Европе до производства цемента в Соединенных Штатах. Этот процесс используется для влажной глины и мергеля. В процессе мокрого измельчения вода добавляется до тех пор, пока не образуется суспензия (жидкий шлам), и суспензия хранится в открытых резервуарах, где производится дополнительное перемешивание. Вода может быть удалена из суспензии до ее сжигания или суспензия может быть отправлена ​​на переработку. печи и вода испарялась во время горения.

Сухой процесс осуществляется с помощью аналогичного набора шаровых или трубчатых мельниц, и во время измельчения вода не добавляется. Сухие материалы хранятся в силосах, где может производиться дополнительное смешивание и смешивание.

Сжигание

Обжиг — ключевой процесс производства цемента. Влажная или сухая смесь подается в печь, которая представляет собой крупнейшее движущееся оборудование в отрасли. Обычно он имеет диаметр более 12 футов и длину более 500 футов, сделан из стали и облицован огнеупорным кирпичом.Он вращается на больших роликовых подшипниках.

Материалы катятся и скользят вниз примерно четыре часа. В зоне горения, где температура может достигать 3000 F. Материалы раскаляются и меняют цвет. В результате этого процесса получается клинкер, который представляет собой круглые, размером с мрамор, твердые как стекло шарики, которые тверже, чем добытая порода. Затем клинкер подается в охладитель, где он охлаждается для хранения.

Финишное шлифование

Небольшое количество гипса смешано с охлажденным клинкером, что поможет регулировать время схватывания, когда цемент смешивается с другими материалами и становится бетоном.В процессе окончательного шлифования снова используются первичные и вторичные шлифовальные станки. Первичные мельницы оставляют клинкер, первичные мельницы измельчают до крупности песка, а затем вторичные мельницы оставляют клинкер, измельченный до крупности муки, в качестве конечного продукта, называемого цементом.

Химический состав клинкера

.2H 2 o CSH 2 5 оксид натрия Na 2 O N } оксид калия K 2 O K } Шифрование до 2 трехкальциевого алюмината Са 3 Аль 2 О 6 С 3 10 тетракальцийфосфат aluminoferrite Са 4 Аль 2 Fe 2 O 10 O 10 C 4 AF 8 CA 2 SiO 5 C 2 S 20 Алит или силикат трикальция Ca 3 SiO 4 C 3 S 55

Упаковка

Конечный продукт в виде цемента упаковывается в мешки, которые заполняются машинным способом.В США один мешок портландцемента содержит 94 фунта цемента.

Типы цемента и области применения

Виды цемента Композиция Композиция Применение
Гидрографический цемент Готовят путем смешивания водоотталкивающих химикатов Имеет высокую обработку и прочность
Цветной цемент Он готовят путем смешивания минерал пигменты с обычным цементом. Обладает высокой удобоукладываемостью и прочностью
Цемент белый Изготавливается из сырья, не содержащего оксида железа. Используется в архитектурных целях, таких как сборные навесные стены и облицовочные панели.
Пуццолановый цемент Изготавливается путем измельчения пуццоланового клинкера с портландцементом. Используется в морских сооружениях, очистных сооружениях, очистных сооружениях и для укладки бетона под водой, например, мостов, пирсов и плотин.
Высокоглиноземистый цемент Готовится путем плавления смеси бокситов и извести и измельчения с клинкером. Это быстротвердеющий цемент с начальным и окончательным временем схватывания около 3,5 и 5 часов соответственно Применяется при бетонировании подвергается воздействию высоких температур, мороза и кислот.
Воздухововлекающий цемент Приготавливается добавлением местных воздухововлекающих агентов, таких как смолы, клеи, натриевые соли сульфатов при помоле клинкера. Применяется для улучшения удобоукладываемости при меньшем водоцементном отношении и повышения морозостойкости бетона.
Цемент для доменных шлаков Его получают, поддерживая процентное содержание трикальцийалюмината ниже 6%, что повышает устойчивость к сульфатам. Используется в строительстве, подверженном сильному сульфатному воздействию воды и почвы в таких местах, как облицовка каналов, водопропускные трубы, подпорные стены и сифоны более или менее напоминает по свойствам портландцемент Используется для работ по экономическим соображениям.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *