Цемент как изготавливают: Из чего делают цемент: состав цемента

Содержание

Как делают цемент

Пишет фотоблоггер vic­tor­pro­fes­sor: «Цементная промышленность является одной из важнейших отраслей материального производства. Значение этой отрасли в народном хозяйстве определяется прежде всего ее неразрывной связью с ходом капитального строительства. Цемент — один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов, железобетонных изделий, а так же для скрепления отдельных деталей строительных конструкций, гидроизоляции и многих других целей.

Летом прошлого года я провёл съемку на заводе Lafarge («Уралцемент»), находящийся в поселке Первомайский, Челябинской области. Завод производит цемент по мокрому способу с 1957 года и по объемам производства находится в десятке крупнейших цементных заводов России. Для производства цемента используют глину и известняк. В качестве топлива выступает природный газ.»

(Всего 33 фото)

Спонсор поста:

Строительные выставки — это шанс для фирмы заявить о себе, представить новую продукцию, узнать о положении вещей у конкурентов, о состоянии рынка отрасли, расширить круг клиентов и партнеров.

История портландцемента начинается 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество, которое назвал «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Свойства портландцемента зависят от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента — способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях.

1.

2. Производство цемента складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера (наиболее трудоемкий и энергозатратный этап) и его помол с соответствующими добавками.

3. Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьера. 

4.

5.

6. Пройдя предварительную обработку, исходные материалы поступают в мельницу мокрого самоизмельчения «Гидрофол», где перерабатываются в шлам. Затем шлам домалывается в сырьевых мельницах и усредняется в шламбассейнах. 

7. На заводе находится специальная лаборатория, в которой производят постоянный контроль качества и дозировку сырьевых материалов и добавок. И в том числе проводят тестирование конечного продукта на прочность.

8.

9.

10.

11. Затем тонкомолотый сырьевой шлам вводится во вращающуюся печь (длиной около 200 м и диаметром 4 м) и обжигается при температуре 1450 градусов Цельсия.

12. При обжиге частички сырья сплавляются между собой, образуя клинкер. 

13. Печь для обжига представляет собой вращающийся металлический цилиндр, который наклонен к горизонтальной плоскости под углом 3–4 градуса, чтобы обеспечить возможность движения материала вдоль печи. 

14. Полученный клинкер охлаждается в холодильниках, дробится и подается транспортерами в бункеры цементных мельниц для помола.

15. Электрофильтры на вращающихся печах позволяют сократить выбросы пыли в атмосферу в 10–30 раз.

16.

17.

18. Остывший клинкер подается в мельницу.

19.

20. Это самый шумный участок производства. Находится в цеху без наушников просто невозможно.

21. Цемент получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, минеральных добавок (10–15%) и гипса (3–7%), который служит для регулирования сроков схватывания. Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм.

22.

23.

24. Процедура LOTOTO (Lock­Out / TagOut / Try­Out). Комплекс действий для повышения безопасности на производстве.

25. Различные минеральные добавки служат для придания бетонам, растворам и др. изделиям на основе цемента специальных свойств (скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость).

26.

27.

28. Полученный портландцемент транспортируется из мельниц в силосы для хранения. 

29. Из силосов цемент отгружают железнодорожными вагонами и автомобильным транспортом в следующем виде: навалом, специальными контейнерами МКР весом до 1 тонны, бумажными мешками весом 50 кг.

30.

31.

32.

33.

А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Цемент, Цемент что это такое, из чего делают цемент, свойства цемента, марки цемента, состав цемента

Цемент самый популярный строительный материал во всем мире. Сложно представить современный строительный мир без такого известного вяжущего как цемент. Сфера применения цемента на сегодняшний день достаточно обширна.

Цемент что это такое?



Цемент что это такое ? — Один из главных видов стройматериалов. Связующее вещество ненатурального происхождения, тонкоразмолотый минеральный порошок, чаще темно серого цвета. Выпускается в сухом виде, при взаимосвязи с жидкостью образует податливую массу, по истечению временного промежутка образует твердое каменное тело. Прочность цемента возрастает со временем, может исчисляться годами. Цемент применяется при приготовлении строительных растворов и бетонов и используется для общестроительных работ.

УЗНАТЬ ЦЕНУ НА ЦЕМЕНТ

Из чего делают цемент производство, технология


Cамым распространенным цементом является портландцемент. Получают путем обжига сырья в печах под высокой температурой 1500 градусов по Цельсию, называется клинкер. Клинкер содержит богатый химический состав около 75% сырья, состав клинкера и условия обжига играет, большое значение на характеристику цемента. Цементный клинкер подвергается измельчению с примесями в виде гипса и иными минеральными добавками. Разные предприятия выпускают цемент со схожими характеристиками и названиями, но он может отличаться по составу, разница в составе цементного клинкера влияет на его характеристики: скорость твердения, морозоустойчивость, устойчивость внешних факторов среды, в зависимости от поставленной задачи, где цемент будет применяться в дальнейшем. Кроме портландцемента выпускаются и другие его виды с различными характеристиками и составом.

Видео «Как, из чего делают цемент»


 

Основные марки цемента


М100, М200, М300, М400, М500, М600 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры.


По прочности цемент можно разделить на классы, выражаются в цифрах от 30 до 60 обозначающие прочность при сжатии в МПа – основное отличие классов от марок цемента в том, что при 100 испытуемых образцов должны пройти 95 образцов испытания и соответствовать заявленному классу.

Класс прочности обозначается буквой «В»


Наиболее встречающиеся марки цемента на рынке ПЦ400Д20, ПЦ400Д0, ПЦ500Д20, ПЦ500Д0

Обозначение М400 или ПЦ400 — наиболее распространенная марка цемента среди строителей, считается наиболее универсальной для общестроительных работ.

Давайте рассмотрим на примере цемента М400 его характеристику, плотность, состав.

Состав цемента

1. (Д0) означает — чистоклинкерные без добавочные цементы
2. (Д20 и другие значения больше 0) означает — цементы с добавками

Цемент со шлаком что это?



Это говорит о том что в состав цемента входит минеральная добавка в виде шлака условно обозначается на упаковке буквой Д с номером 20 означающей количество минеральных добавок

История цемента


С давних времен человечеству были общеизвестны вяжущие вещества, такие как гипс, известь, глина, которым не требовалось для приготовления высокого помола и обжига при высокой температуре. Глина была слабым вяжущим веществом и имела недостаток низкую стойкость к влажной среде, что не могло решать более сложных задач в строительной отрасли. Вяжущее вещество, на основе гипса получаемое из гипсового клинкера и известняка, добытая из известняка путем температурного воздействия, были использованы при возведении Египетского лабиринта, Великой Китайской стены. Все три вещества затвердевали и «работали» только при воздействии воздушного пространства, назывались «воздушными», имели способность к невысокой износостойкостью и прочностью на воздухе. С развитием технологий печей и способов измельчения минеральных добавок, способствовало улучшению характеристик и качеств вяжущих материалов, так например, для улучшения гидростойкости в известковую смесь добавляли измельченную глину прошедшую термообработку в печи и различные примеси виде вулканических пород. Развитие в Древней Руси фиксирующих материалов на основе известняка возникло при возведении городов такие как: Ростов, Муром, Москва, Великий Новгород и др. В 16 веке на Руси царем был издан приказ о производстве клеящего вещества на основе извести, наряду с добычей строительного камня. С развитием морских путей, для возведения портов, необходимо было решать задачу о водостойкости вяжущих материалов. Так в 1756 году учеными из Англии был получен новейший вяжущий материал на основе обожженной извести с добавлением примесей из глины, и назван гидравлическим. Спустя 30 лет был получен патент на роман-цемент, его отвердение стало возможным как в воздушной, так и водной средах. Такой цемент был основным вяжущим веществом, практикуемый у строителей до 2ой половины 19века.

Начало современного цемента


Современный цемент начали выпускать относительно недавно, при развитии индустрии в 18 веке, когда было основано большое количество предприятий и заводов, запасы навыков и знаний требовали объединения всех изученных ранее систем в единое целое пособие, а далее производство для разработки высокоэффективной марки цемента.  В России первым кто получил качественный цемент, был исследователь Чалиев. В его издании описаны свойства и методики производства вяжущего материала  – цемента, применявшегося строителями при реконструкции Кремля послевоенных действий, более усовершенствованного на тот период, чем у ученого из Англии Аспинда, работающего в тот же период над созданием цемента из породы камня схожего на бетон. Аспинд вел разработки цемента рядом с городом Портлэнд, названного позднее портландцемент происходящего от имени города. В 1812 году англичанин запатентовал свое изобретение.

Производство цемента до 1917 года развивалось достаточно медленно. Во 2ой половине 19 века большой вклад в формирование Российского цементного дела внесли ученые Шуляченко, Белелюбский, Малюга, отечественные цементы почти полностью заменили импортные, была создана основа актуальной науки о отвердевании и классификации цементов, разработаны тех.условия.

Первые заводы в России


Первый Отечественный завод был открыт в 1856 году в городе Роздеце, и к 1914 году работало уже 60 заводов в России по производству портландцемента. К 1971 году доля изготовленного сырья в России превосходила развитые страны, такие как США на 100% и Японию на 30%. Высокие темпы строительства, металлургии, дорожной отрасли, автоматизации процессов производства, дали возможность развитию усовершенствованных технологий выпуска цемента, повышенного качества марки и более широкой классификации.

Различия цементов

Цементы различают по 2-ум основным группам

1. Воздушные — сфера применения воздушная среда

2. Гидравлические — сфера применения водная среда

По назначению

Назначение – целесообразное применение определенного вида цемента способного решать те или иные поставленные задачи. 

1.Общестроительные

2.Специальные

По составу

Состав может изменяться довольно широко в зависимости от области применения, при этом можно выделить два основных вида составов.

1.Чистоклинкерные – без добавочные (Д0)

2.С добавками (Д…)

По виду клинкера

Цементный клинкер – однородная масса, подвергшаяся равномерному обжигу до спекания состоящая из определенного состава сырья, чаще всего известняка, глины.

1.Портландцементный клинкер

2.Глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер

3.Сульфоалюминатный, сульфоферитный, ферритный 

Свойства цементов общестроительные

Прочность на сжатие

Прочность (активность) – одно из важнейших свойств цемента, бетонов, растворов. Чтобы определить прочность цементов из них изготавливают образцы в виде кубышек, которые в дальнейшем испытывают на прочность (разрушение) на сжатие и изгиб, через 28 дней с момента затворении с водой смеси цемента с песком. Прочность на сжатие измеряется в кг/см2, за основу берут средний показатель 4 из 6 испытуемых образцов. Прочность  на сжатие обозначается буквой «М» и цифрами с шагом 100 или 50, делится на марки от М100 до М600.

Основные классы цементов

Классы В22,5; В32,5; В42,5; В52,5 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры

Скорость твердения — гидратация цемента


Гидратация – при затворении смеси цемента и песка с водой происходит химическая реакция, образовавшиеся кристаллы заполняют объем и образуют податливую массу, по истечении времени, которая затвердевает и переходит в камневидное состояние. Скорость затвердевания зависит от скорости растворения клинкерных минералов и тонкости помола.

Скорость твердения подразделяют:

1.Нормальнотвердеющий портландцемент

с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.


2.Быстротвердеющий портландцемент

отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием. прочности в начальный период твердения — с нормированием прочности в 2 и 28 сут.

Срок схватывания

Портландцемент (обыкновенный) должен иметь срок схватывания не ранее 45 мин и не позднее 2 часов.
Срок схватывания подразделяют:

1.Медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов.

2.Нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 часов.

3.Быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин. 

Условные обозначения (часто встречающиеся)

Цем I — портландцемент;
Цем II — портландцемент с минеральными добавками;
Цем III — шлакопортландцемент;
Цем IV — пуццолановый цемент;
Цем V — композитный цемент;
Допускается применять сокращенное обозначение наименования
Портландцемент — ПЦ
Шлакопортландцемент – ШПЦ
Активные минеральные добавки — Д0, Д5, Д20
Пластификации или гидрофобизации  —  ПЛ, ГФ
Глиноземистый цемент (ГЦ)
Напрягающий цемент (НЦ)
Класс прочности — (22,5; 32,5; 42,5; 52,5)
Марка — М
Нормально твердеющий – Н
Быстротвердеющий – Б
Шлак — Ш
Пуццолана – П
Зола-унос – З
Глиеж – Г
Микрокремнезѐм – МК
Известняк – И
При изготовлении цементов ДП и ЖИ в качестве вспомогательного компонента (активной минеральной добавки) допускается применять только доменный гранулированный шлак
Для транспортного строительства
Для бетона дорожных и аэродромных покрытий  — ДП
Для бетона дорожных оснований  — ДО
Для железобетонных изделий и мостовых конструкций  — ЖИ
Для укрепления грунтов  — УГ

Разновидность цементов

Портландцемент (ПЦ)

1. Быстротвердеющий (БТЦ) (спец.цементы) 
  1.1 особобыстротвердеющий (ОБТЦ)
  1.2 сверхбыстротвердеющий (СБТЦ)

2. Тампонажный (спец.цементы)

  2.1 низкогигроскопичный тампонажный портландцемент 

  2.2 солестойкий тампонажный портландцемент 

  2.3 гельцемент 

  2.4 песчанисто-трепельный портландцемент 

  2.5 расширяющиеся тампонажные 

  2.6 песчанистый тампонажный 

  2.7 облегченный тампонажный 

  2.8 утяжеленный тампонажный 

  2.9 волокнистые тампонажные 

  2.10 воздухоудерживающий  

3. Безусадочный – расширяющиеся

  3.1 расширяющиеся (спец.цементы)

  3.1.1 расширяющийся портландцемент (РПЦ)

  3.1.2 напрягающий цемент (НЦ)

  3.1.3 алунитовый расширяющийся (напрягающий) цемент 

4. Сульфатостойкий (ССПЦ) (спец.цементы)

  4.1 сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками

  4.2 сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ)

5. Дорожный (спец.цементы)

6. Белый и цветной (спец.цементы)

  6.1 белый цемент

  6.2 цветной цемент

7. С умеренной экзотермией (спец.цементы)

8. С поверхностноактивными органическими добавками (ПАВ) (спец.цементы)

  8.1 пластифицированный (ППЦ)

  8.2 гидрофобный (ГПЦ)

9. С активными минеральными добавками (спец.цементы)

  9.1 с минеральными добавками (ПЦД)

  9.1.1 быстротвердеющий (ПЦД-Б)

   9.1.2 сульфатостойкий с минеральными добавками (СПЦД)

  9.2 пуццолановый (ППЦ)

  9.3 зольный

  9.4 шлаковый (ШПЦ)

   9.4.1 быстротвердеющий (ШПЦБ)

   9.4.2 сульфатостойкий (СШЦП) входит в группу сульфатостойких цементов

   9.4.3 известковошлаковый (ИШЦ)

10. Другие специальные портландцементы

  10.1 для строительных растворов (кладочные)

  10.2 для защиты от радиационных  излучений 

  10.3 жаростойкие 

  10.4 гипсоцементопуццолановые 

  10.5 белито-портландцемент (нефелиновый цемент)

Сланцезольный

Магнезиальный

Глиноземистый

1. Особо чисто высокоглиноземистый 
2. Высокоглиноземистый 
3. Ангидритглиноземистый цемент (АГ-цемент) 
4. Безусадочный — расширяющиеся 
  4.1 расширяющиеся 
  4.2 напрягающие 
  4.3 водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ)
  4.4 водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ)
  4.5 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент
  4.6 глиноземистый расширяющийся цемент 
  4.7 гиперглиноземистый цемент

5. Тампонажный (спец.цементы)

  5.1 белитокремнеземистый цемент

 

Кислоупорные цементы

1. Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный 
2. Кремнеорганический силикатный кислотоупорный цемент
 

Сульфоалюминатный, сульфоферитный (ферритный)

Смешанные

1. Тампонажный
  1.1 шлакопесчанистый цемент
 

Романцемент

С инертными минеральными добавками (микронаполнителями)

1. Песчанистый портландцемент
2. Карбонатный
3. Трехкомпонентный пуццолановый портландцемент

Кремнеземистый цемент

1. Известково-кремнеземистый

Фосфатный цемент

1. Титанофосфатный 
2. Цинкофосфатный 
3. Силикатный цемент 

Другие

1. Известково-пуццолановый цемент 
  1.1 однокомпонентные
  1.2 смешанные

2. Контактно-конденсационный известково-пуццолановый цемент 

3. Периклазовый цемент

Виды упаковки, доставка, хранение цемента




После производства, цемент подается в силосы различных объемов, там он хранится до расфасовки в тару:


1. Бумажный многослойный мешок 25 кг, 50 кг

2. Биг-бэг 1 тн.

3. Цистерна цементовоза 10-40 тн.

4. Жд. Вагон 50-70 тн.

5. Сухогрузные баржи

Наверх

состав, химическая формула и производство

Химический состав

Цемент, как вещество представляет собой смесь нескольких соединений, которая включает в себя: оксиды кальция, кремния и алюминия в больших количествах, а окислы железа и другие примеси в малом объеме. Наиболее распространённый портландцемент содержит четыре основные химические составляющие: алит (ЗСаО SiО2), белит (2СаО SiО2), целит (ЗСаО Аl2О3) и браунмиллерит (4СаО Аl2О 3Fе2О3), которые, в свою очередь, от количественного состава придают различные свойства конечному продукту.

К примеру: химический состав портландцемента представляет собой: 60-67% оксида кальция (СаО), 19-24% диоксида кремния (SiО2), 4-8% окиси алюминия (Аl2О3), 2-6% окиси железа (Fе2О3) и до 3% присадок других элементов.

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

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

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

Общие сведения

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

  • Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
  • Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
  • Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
  • Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Общие сведения

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

  • Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
  • Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
  • Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
  • Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Сырьевые материалы

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

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

Силос для хранения цемента

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

Состав и прочность

Важнейшим показателем качества цемента является прочность изделий, изготовленных на его основе. ГОСТом установлены необходимые показатели, которые обозначаются особой маркировкой. Цифра означает предел прочности на изгиб и сжатие при лабораторных испытаниях стандартных образцов, на устойчивость к нагрузкам которых влияет и состав цемента. М400 означает, что образцы выдержали нагрузку в 400 кг/см² (или 40 Мпа).

Исследования показывают, что минеральный состав исходного сырья – важнейший фактор, влияющий на прочность цементных растворов и бетонов. Правильный подбор компонентов позволяет найти нужную пропорцию между скоростью набора прочности и конечной величиной устойчивости к нагрузкам, которая только увеличивается с течением времени. Состав цемента М500 позволяет создавать балки и плиты, способные выдерживать колоссальные нагрузки.

Сегодня в мире производится огромное количество цемента самого различного качества. Выбор сырья для него часто определяется экономическими факторами, и при правильном отношении к строительному процессу следует знать, из чего состоит цемент, который будет использоваться, чтобы сделать правильный выбор и быть уверенным в прочности и долговечности будущего дома.

Как сделать цементный раствор

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

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

Для приготовления цементного раствора потребуется сам цемент, вода и заполнитель (для штукатурных и кладочных растворов используется речной или карьерный песок).

Соотношение ингредиентов в растворе зависит от применения данного материала, но в большинстве случаев рекомендуется использовать формулу: 3 части песка на 1 часть цемента. Вода добавляется исходя из потребности в получении более пластичного или вязкого раствора.

Используемое сырье

Лучше воспользоваться продуктом, изготовленным под наблюдением специалистов на высокопроизводительном оборудовании. Для изготовления цементного состава необходимы следующие специальные компоненты:

  • природное карбонатное сырье (известняк-ракушечник, известковый туф, мел). Доля в суммарном объеме продукта составляет 74-82%. Структура исходного материала определяет степень эффективности взаимодействия используемых ингредиентов при обжиге;
  • глинистые породы (глинистый сланец, суглинки, лесс). Процентное содержание глиносодержащей породы составляет 26-18%.

Для производства цемента применяют:смесь из известняка и глины – клинкер

Производственные этапы изготовления цемента

Сначала производится смешивание известняка с глиной в соотношении 3/1. Затем смесь подвергается обжигу при высокой температуре. В результате образуется исходный материал для получения цемента. Называется он клинкер. Гранулированный клинкер отправляют на измельчение в шаровые мельницы.

Существует три способа получения цемента.

В зависимости от технологии изготовления он может быть:

  • мокрый;
  • сухой;
  • комбинированный.

Различия состоят в методах подготовки исходного сырья.

В соответствии с мокрой технологией используется не известь, а мел. Его смешивание с глиной и другими ингредиентами происходит с добавлением воды. В результате получается шихта влажностью от 30 до 50 процентов. Шихта преобразуется в шарики клинкера во время обжига.

По сухой технологии укорачивается процесс изготовления, так как две операции (сушка и измельчение) объединяются в одну. Получаемая шихта становится порошкообразной.

На разных предприятиях комбинированный способ используют по-разному. В одних случаях сначала получают сухую шихту, а затем увлажняют ее. В других используют не мокрый, а полусухой способ с низкой влажностью, не превышающей 18%. Обжиг выполняется в обоих случаях.

Как изготавливается

Из чего же делают цемент? Процесс изготовления строительного материала достаточно энергоемкий, в него входит получение клинкера и превращение его в порошкообразный материал.

При добыче составляющих для производства цемента из извести проводится разработка соответствующих месторождений. Необходимый слой для изготовления находится на некоторой глубине. После извлечения известняк направляется на раскалывание.

Производство

Расколотые мелкие части сушатся, а затем размалываются и смешиваются с другими частицами нужных компонентов. Эта смесь сырьевых материалов подвергается воздействию очень высоких температур и в результате формируется промежуточный продукт — цементный клинкер.

Вообще производство цемента сводится к двум вариантам. В первом случае смешивание компонентов происходит в сухом виде, во втором случае делается водный раствор, в котором перемешиваются все ингредиенты.

Более подробно о производстве цемента смотрите на видео:

Физико-механические свойства цемента

В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный не требующий теплоты на испарение воды и, следовательно, перспективный находит все большее применение.

В РФ действует несколько крупных цементных комбинатов, работающих по сухому способу. Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой.

Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает м, а иногда доходит до м, диаметр — до 6 м. По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии — в специальных устройствах — холодильниках.

Существует и достаточно прогрессивный способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция.

Технология производства

Современные производители цемента могут изготавливать его по разному рецепту, но общая технология производства остается одинаковой для всех марок. Основные отличия заключаются в разном исходном сырье вяжущей добавки, а весь остальной технологический процесс идентичный.

Его можно разделить на несколько стадий:

  1. Первый этап — приготовление исходного сырья. Процедура подразумевает продолжительное измельчение известковых камней и глины, а затем смешивание компонентов в правильной пропорции. Зачастую состав цементного раствора включает в себя 3 части известняка и одну часть глины. Также в нем может присутствовать мергель, который является осадочной горной породой.
  2. Второй этап — обжиг состава и подготовка клинкера. Исходный раствор помещается в специальный резервуар и обрабатывается под воздействием высокой температуры. Ее значение может достигать 1500 градусов Цельсия. В такой среде шлам успешно обжигается, становясь клинкером. Затем его измельчают с помощью специальных жернов до порошкообразного состояния.
  3. Третий, последний этап — соединение всех частей для производства портландцемента. Измельченный клинкер разбавляется гипсом в пропорции 5%, а также дополнительными минеральными компонентами.

Карбонатные породы

Главными представителями семейства карбонатных пород считаются:

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

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

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

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

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

Теория приготовления бетонных смесей

Прежде чем перейти к непосредственному описанию того, как можно будет сделать подобный раствор своими руками, следует определиться с понятиями.

Таблица пропорций для разных марок раствора.

Цемент – материал, который имеет порошкообразную форму, применяется на строительных площадках. Данный материал отличается определенной степенью вязкости, обладает хорошими гидравлическими свойствами.

Подобные характеристики дают возможность обеспечить порошку возможность создания устойчивых связей с водой либо какими-нибудь другими жидкостями, при этом создавая раствор в виде пластичных масс. При затвердевании такой массы будет образовываться камнеподобный материал, который отличается жесткостью и прочностью.

Цемент можно отнести к вяжущим неорганическим материалам (в данную группу можно отнести гипс и известь). Все, что рабочие строители будут добавлять к вяжущим материалам (растворы, жидкости, добавки минерального типа), предназначается для того, чтобы улучшить качества вяжущего материала, для того, чтобы изменить его состояние до жидкого либо твердого.

Разновидности сырья для производства определенных видов цемента

Когда изготавливают данный продукт, соблюдаются специальные технические условия, в частности, близкое расположение завода и месторождения, с которого получается ряд структурных элементов. Получить такой порошок позволяет применение какого-либо компонента из перечисленных далее:

  • Карбонатные ископаемые. Это особо ценные ископаемые с нестандартной кристаллической или аморфной структурой. При своих характеристиках они способствуют тому, что цементный раствор будет высокого качества, а их химические возможности обуславливают отличное взаимодействие с другими структурными элементами порошка.
  • Осадочные породы преимущественно глинистого структурного типа. За счет этих минеральных элементов, содержащихся в готовящемся материале, порошки увеличиваются при увлажнении, а также сохраняют за собой пластичную структуру. Глиной называют вязкую массу, которая задействуется, когда нужно сделать цемент сухим методом.

Стоит подробнее остановиться на конкретных примерах ископаемых, каждой конкретной категории.

Состав

Вы когда-нибудь размышляли о том, из чего делают цемент? Его состав зависит от особенностей сырья и марки раствора. К примеру, в один из самых популярных на строительном рынке «Портландцемент» входят такие вещества:

  • На 25% он состоит из кварца
  • На 60% — из извести
  • 5% — алюминий (глинозем)
  • 10% занимают оксиды железа и гипс.

Состав цемента

По большей части при изготовлении раствора используются карбонатные и глинистые соединения. Существует множество видов этого строительного материала. Различные технологии производства и марки данного продукта обычно отличаются только процентным смещением в ту или другую сторону его составляющих.

Отдельные виды, шлакопортландцемент, например, содержит в составе угольный шлак: продукт, образующийся в результате обжигания клинкера.

Вне зависимости от рецепта, неизменные компоненты цемента — известняк и глина. При этом содержание известняка допускается не менее, чем в три раза, выше глины, чтобы достичь необходимого высокого уровня качества клинкера для производства цемента.

Основные ингредиенты цемента:

  • Клинкер. Он определяет прочностные свойства цемент и является результатом обжигания глино-известянковой смеси. Клинкер — это основа конечной продукции, используется он в гранулированном виде (диаметр гранул варьируется от 10 до 60 мм). Термическая обработка клинкера происходит при средней температуре 1500 градусов по Цельсию. При его плавлении образуется масса, которая в большом количестве сдержит диоксид кальция и кремнезем. Именно они в будущем будут определять эксплуатационные характеристики цементной массы. Далее гранулы раздавливаются до порошкообразного состояния и обжигаются.
  • Гипс. Процент содержания гипса в цементном составе определяет период твердения конечного продукта. Классическая рецептура предусматривает использование до 6% этого компонента.
  • Специальные добавки, используемые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения. К примеру, марка 400 используется для заливки фундамента и сооружения балок перекрытий в высотных зданиях. Также очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетонированный конструкций и различной арматуры.

Цвет

Привычный цвет цемента – тёмный или светлый серый. Некоторые виды уже при изготовлении могут иметь другой оттенок (магнезиальный и силикатный). Они по своей природе белые. Часть цемента окрашена в графитный, почти чёрный цвет. Так сказывается наличие дополнительных компонентов и красителей. Менее распространён цветной цемент. Его используют в основном как декоративную и функциональную добавку в бетонные растворы и выравнивающие смеси для пола. Цветной выравнивающий слой облегчает декоративную отделку при использовании смесей для наливного пола.

Окрашивают цемент двумя способами: непосредственно при производстве (способ более надежный и экономичный) и при помощи пигментированного порошка во время разведения раствора. Сыпучий пигмент даёт возможность окрашивать смесь в любой цвет, будь то красный, синий или фиолетовый. Но такое разнообразие требуется в исключительных случаях, когда цементное покрытие служит сразу и декоративным. Совместный помол и обжиг клинкеров с окисью некоторых металлов даёт более эффективное окрашивание, но спектр цветов ограничен зеленым, жёлтым и чёрным цветом разной степени яркости.

При использовании цветного цемента важно учитывать, что добавление красящих пигментов незначительно, но все же влияет на его технические характеристики. В основном, это сказывается на усадке раствора

Она более выражена, чем у неокрашенного вещества.

Сырьевые материалы

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

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

Состав, из которого производят цемент

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

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

Карбонатные породы

Главными представителями семейства карбонатных пород считаются:

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

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

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

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

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

История цемента

Попытки преодолеть низкую водостойкость известковых и гипсовых составов предпринимались с древнейших времен. Цемент (caementum в переводе с латыни — дробленый, битый камень) появился путем добавления в известь различных минеральных веществ, обладавших гидрофобными свойствами. Для этого использовали размельченные остатки кирпичей из обожжённой глины, различные вулканические породы. Так, в состав цемента, который применялся строителями Древнего Рима, входили пуццоланы – отложения пепла знаменитого вулкана Везувия.

Эксперименты продолжались долгие века, пока потребность в большом количестве прочного и недорогого вяжущего вещества не заставила строителей выработать оптимальную технологию по его производству. Решающий вклад в такие исследования внесли русский военный техник Егор Челиев, издавший книгу о цементе для подводных работ (1825), и каменщик из английского Лидса Джон Аспдин, получивший патент на портландцемент (1824). Это название происходит от английского острова Портленд, расположенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковых пород. Камни из карьера, находящегося на этом острове, считались самым престижным строительным материалом в Англии. Полученный Аспдином искусственный камень был очень похож на него цветом и прочностью.

Интересно, что технология Челиева более соответствует тому, что теперь называется портландцементом, а цемент Аспдина изготавливался без принятого сейчас спекания исходного сырья.

Производственная схема

Начинается всё со смешивания составляющих будущего клинкерного порошка — известняка и глины в процентном соотношении 75 на 25 процентов. Далее замес обжигается под температурной нагрузкой в 1450 градусов по Цельсию. Шаровый мельничный механизм способен перемолоть гранулированную часть в порошок. Причем здесь действует обратная пропорция — большей фракции в результате соответствует меньшее марочное наименование.

Технологически производственная процедура может происходить в мокром, сухом или комбинированном виде. От выбранного варианта зависит, как будет подготавливаться сырьевое наполнение:

  • Мокрая схема. Мел засыпается с остальными элементами в барабан, а также туда заливается жидкость — все это параллельно с дроблением. Так создаётся шихта с влагосодержанием до 30-50%, которая и обжигается для получения основного клинкерного порошка (после еще одного этапа перемалывания).
  • Сухая. В мельницу подается горячий газ, что позволяет не только перемалывать, но и высушивать элементы.
  • Комбинированная. Два варианта предполагают либо последовательное дробление с высушиванием влажной шихты, либо увлажнение уже порошкообразной россыпи.

Так, в рамках данной статьи, мы представили подробную информацию о производственных нюансах. Обратившись в группу компаний «АльфаЦем», вы можете забыть о необходимости производственного контроля, т.к. мы почти два десятилетия представляем на рынке высококачественную продукцию от проверенных изготовителей, каждый из которых известен как в России, так и на международной арене.

Термическая обработка

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

Интересно:

Почему в баскетболе не использовали номера 1, 2, 3?

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

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Цементные заводы России — полный список производителей

История производства цемента в России начинается с заявки на патентование нового вяжущего вещества Егором Челиевым в 1825 году. Хотя, практические работы с применением цементных смесей велись в 1813 году при восстановлении Москвы на работах по укреплению берегов Москва-реки и строительстве Кремля. Но волею судеб автором портландцемента считается англичанин Дж. Аспдин (Joseph Aspdin), запатентовавший технологию в 1824 году. Начиная с 1836 года, Россия постоянно наращивала производство цемента, которое к 1913 году достигло 1,78 млн. тонн в год. Большинство предприятий располагалось на юге России, где месторождения известняка или мергеля выходят на поверхность (как говорят ученые — южнее границы последнего ледникового периода).

Виды продукции

Все виды продукции являются производными от портландцемента. Минеральные добавки и вид основного сырья придают цементу различные свойства.

  • Белый цемент — основа для отделочных смесей, цветного цемента марки ЦЦ. Применяется для строительства архитектурных объектов без последующей отделки.
  • Быстротвердеющий цемент — применяется в строительстве быстровозводимых и заливных строений.
  • Водонепроницаемый безусадочный цемент — применяется в строительстве для формирования гидроизоляции и заделки швов гидросооружений.
  • Гидрофобный цемент — присадки снижают водопоглощающие свойства, что увеличивает срок хранения.
  • Глиноземистый цемент — добавки глинозема (аллюминат и бокситы) увеличивают скорость отверждения с выделением большого количества тепла. Актуально для зимнего строительства. При добавлении гипса получается расширяющийся цемент марки РЦ.
  • Напрягающий цемент — применяется для изготовления железобетонных изделий.
  • Пуццолановый цемент — добавление тонкоизмельчённого активного кремнезёма увеличивает время схватывания и понижает тепловыделение. Актуально при возведении объектов с большими сечениями и объемами.
  • Сульфатостойкий цемент — характеризуется жесткими ограничениями по содержанию трёхкальциевого алюмината и трёхкальциевого силиката. Применяется при возведении сооружений циклически контактирующих с водой.

В отдельную группу выделяются шлаковые цементы, которые изготавливаются из отходов металлургического производства или золы от сжигания сланцев и бурого угля. Применяется в производстве шлакоблоков.

Технология производства

Принцип производства цемента не претерпел кардинальных изменений с момента его изобретения. Основные процессы:

  • Добыча известняка или мергеля открытым способом.
  • Измельчение.
  • Приготовление смеси.
  • Различают два способа — сухой и мокрый. При использовании мокрого способа перемешивание происходит с добавлением воды, которую затем выпаривают. К достоинствам этого способа можно отнести равномерность смеси по составу и размеру фракций. Недостаток — большой расход энергии на выпаривание воды перед обжигом (энергозатраты составляют 20…25% стоимости).

  • Обжиг.
  • Производится в клинкерной (вращающейся) печи с факельной горелкой. Печи для мокрой смеси вдвое длиннее и больше по диаметру, чем печи для сухой смеси. Температурный режим: верхняя загрузочная зона — 70…200 °С, зона декарбонизации — 700…1100 °С, зона спекания 1300…1450 °С, зона охлаждения — 1300…900 °С, с переходом в холодильник для быстрого охлаждения гранул.

    Сухой способ приготовления смеси получил развитие с появлением устройств экспресс-анализа состава смеси и технологий с автоматизацией процесса смешивания, что снизило энергетические затраты в 2…3 раза и увеличило съем продукции с одного квадратного метра производственной площади. На выходе получаются клинкерные гранулы.

  • Выдержка. Выдержка производится в течение 1…2-х недель для завершения химических процессов.
  • Помол, упаковка в мешки или закладка в силосы для хранения.

Положение в отрасли

Пик развития производства цемента приходится на 1965…1972 годы. СССР занимал первое место в мире, производя 100…140 млн. тонн в год (мощности предприятий РСФСР — 89…95 млн. тонн). В 90-е годы было выведено из производства более половины предприятий общей мощностью 17…23 млн. тонн. Оставшиеся предприятия объединены в десяток производственно-строительных групп.

Ведущие компании:

  • Евроцемент Груп (13 крупнейших заводов по всей территории России).
  • Холдинг Holcim Group.
  • Группа компаний ЛСР.
  • Консорциум United Cement Group.
  • Холдинг Сибирский цемент.
  • ХайдельбергЦемент Рус.
  • Компания Lafarge.

Темпы ежегодного прироста за период 2009…2012 годы составлял 4,5 %, а в 2013 — 7,8% (объем 66,4 млн. тонн). В настоящее время 90% цемента производится по затратному «мокрому» способу.

Перспективы отрасли

В целом перспективы рынка цемента имеют основания для оптимизма. Потребность в цементе удовлетворяется промышленностью на 90%, а Правительство планирует строительство большого количества объектов (чемпионат мира по футболу, газопровод Южный поток, космодром Восточный, особый экономический статус Дальнего Востока и др.). Главным сдерживающим фактором развития отрасли является отставание в применении технологии сухого приготовления смеси. Законченная реконструкция ряда предприятий и ввод в строй нескольких новых позволит снизить процент «мокрого» производства до 70, что явно недостаточно (в Европе таких производств нет совсем). По данным ФТС РФ стоимость импортного цемента составляет 56…70 долларов за тонну, что существенно превышает среднюю внутреннюю цену 110…130 $/тонну (ДФО — 183 $/тонну). Такая ситуация (при объеме импорта 12…14 млн. тонн в год за последние два года) оказывает существенное давление на внутренних производителей.

Безклинкерный цемент

В этой статье вы узнаете, как изготавливают бесклинкерный цемент, его  достоинства и недостатки.

При изготовлении цемента по стандартной схеме получают промежуточный продукт – клинкер, при нагреве до температуры 1400 °С смеси полученной из известняка и глины в результате частичного плавления образуются гранулы клинкера.

Главными недостатками этой технологии являются:

  • Большое потребление энергии;
  • Дорогостоящее оборудование;
  • Медленная оборачиваемость средств;
  • Сильное загрязнение окружающей среды.

Чтобы сократить расходы и уменьшить отрицательное влияние на природу, создана альтернативная технология производства цемента, без получения клинкера, соответственно называемого — бесклинкерным цементом. В новом способе отсутствуют процессы обжига, плавления и помола, что существенно снижает энергоемкоть и капиталоемкость, а значит, снижает себестоимость как минимум в три раза.

Область применения бесклинкерного цемента такая же, как и у цемента, произведенного по стандартной технологии. У них идентичные химико-технологические параметры. А основные производные такого цемента растворы и бетон характеризуются отличным качеством даже при применении в сложных климатических условиях и на глубине.

Основной компонент бесклинкерного цемента это шлак, который можно произвести 2 способами:

Первый способ это, получение цемента, взяв за основу гидравлический шлак.

Сначала сырье нагревают, и только потом подают его в основную печь, похожую на стекловаренную. Затем расплавленное сырье остужают и гранулируют. Для охлаждения используют воду под напором, что ускоряет процесс и в результате получаем шлак, который уже можно использовать.

Такое охлаждение дает возможность изготовить шлак высокой реакционной активности. Гранулированный шлак, изготовленный по такой технологии, не имеет срока годности и не теряет своих свойств. Затем гранулы шлака перемалывают, и можно уже взаимодействовать с водой.

Чтобы получить цемент необходимо смешать три ингредиента: шлак, полученный выше описанным способом в гранулах, протертый дополнительный материал и активизатор небольшой процент от общей массы. От пропорционального содержания каждого компонента будет зависеть качество цемента.

Второй способ это, получение цемента из доменного шлака.При процессе производства металла образуются побочные материалы, ненужные в дальнейшем производстве – доменные шлаки, их и используют для получения цемента. Метод изготовления включает в себя несколько производственных фаз: получают шихты – это смесь, в правильных пропорциях шлака, минеральных добавок и активатора; просушка приготовленной смеси; ее мелкий помол; закачка готового цемента в необходимую тару.

К достоинствам этого метода следует отнести:

1. Менее сложное оборудование, технологический процесс более простой и экономичный;

2. Снижение энергоемкости;

3. Сырье из отходов металлургической промышленности, что значительно дешевле и экологичнее, так как новое не добывается;

4. Используются производственные комплексы небольшой мощности, что уменьшает период от изготовления до его применения;

5. На выбор заказчика в результате внесения небольших изменений в технологический процесс возможно изменение качеств конечного продукта, допустим, можно увеличить скорость твердения;

6. При необходимости производят цемент разных цветов без значительного повышения себестоимости;

7. Легкий переход производства с одной марки цемента на другую.

Как и из чего изготавливают железобетон?

Железобетон является основным строительным материалом для возведения высотных домов и прочих сооружений. Его изготовление сильно отличается от того, по какой технологии производят простой бетон. Ниже мы поговорим, как делают и из чего делают данный материал.

Производство бетона

 

Прежде чем приступить к рассмотрению непосредственно самого железобетона, нужно уделить вниманию тому, как изготавливается обычный материал.

Итак, прежде всего в месте, где он будет изготавливаться, нужно электричество в 220 вольт. Если это завод, то используется обычная розетка, а вот непосредственно на стройплощадке следует использовать генератор 220 бензиновый или дизельный. Такие устройства позволяют вырабатывать электроэнергию, при этом не испытывая особых проблем от перерасхода топлива. То есть, другими словами, они достаточно экономичны.

Для изготовления соответствующего материала в больших объемах нужно специальное оборудование – бетономешалка. В нее насыпаются нужные ингредиенты, где те потом перемешиваются.

Что же это за ингредиенты? Для производства бетона используют четыре составные части: цемент, песок, щебень и воду. В зависимости от того, в каких пропорциях они будут замешиваться, станет зависеть и прочность итогового материала.

Армирование бетона

Вне зависимости от того, какую марку имеет бетон, он в любом случае изначально не пригоден для возведения сооружений, которые предполагают высокую нагрузку. Это относится, например, к мостам и многоэтажным зданиям. Для того чтобы стройматериал мог спокойно переносить давление, его армируют и добавляют в него различные специальные добавки.

Упомянутые специальные добавки – это особые вещества, которые наделяют материал особыми качествами. Эти качества могут быть следующими: более высокая плотность, прочность, способность противостоять низкой температуре, быстро или медленно застывать и т.д. Исходя из того, что в конечном итоге планируется получить, используют и специальные вещества.

Следующее, что нужно для получения качественного бетона – это арматура. Арматура – это особые железные прутья, которые распределяют нагрузку на бетон, делая его при этом более прочным. Именно благодаря этим прутьям дом или другое сооружение может стоять и служить очень долго.

Ее устанавливают под особыми углами в определенных местах. В том случае, если процедура установки арматуры будет нарушена, это в конечном итоге может привести в возникновению проблем со здание в будущем.

Портландцемент — марки и области применения

Портландцемент является самым распространенным гидравлическим вяжущим. В зависимости от процентного содержания минеральных добавок различают собственно портландцемент и портландцементы с активными минеральными добавками, которые содержат до 20% шлаков или других минеральных добавок. Собственно портландцементы в зависимости от вида клинкера разделяются на обыкновенный, алитовый, белитовый, алюминатный, алюмоферритный, магнезиальный, ферритный портландцементы.

Расширяющиеся портландцементы производят из глинозёмистого или портландского цементов с расширяющимися добавками в виде крентов, сульфоалюминатных клинкеров, высокоглинозёмистых шлаков или других добавок.

Глинозёмистые портландцементы разделяются на обыкновенный, гипсоглинозёмистый и ангидритоглинозёмистый портландцементы.

Пуццолановые портландцементы разделяются на собственно пуццолановый портландцемент, известково-глинистый, известково-пуццолановый и сульфатостойкий пуццолановый цемент.

Шлаковые портландцементы разделяются на известково-шлаковые портландцементы, шлакопортландцементы и сульфатно-шлаковые портландцементы, которые в свою очередь включают в себя разновидности в зависимости от состава компонентов.

Портландцементы с микронаполнителями разделяются на карбонатные и песчанистые портландцементы, песчанисто-тампонажные портландцементы и некоторые другие разновидности.


Белый и цветной портландцементы

Белый и цветные цементы представляют собой разновидности портландцементов и различаются цветом. Белый портландцемент получают из цементного клинкера с малым содержанием окиси железа, а цветные цементы получают из клинкера светлых оттенков. В процессе производства цветного цемента клинкер измельчают и добавляют в него красящий пигмент. Кроме того, цветной цемент получают также из клинкера, который окрашивается в процессе обжига.


Шлакопортландцемент

Шлакопортландцемент представляет собой цемент, твердеющий как в воде, так и на воздухе. Этот вид цемента получают путем тонкого измельчения смеси из цементного клинкера, гипса и доменного шлака в гранулированном виде. При двухступенчатом тонком помоле и содержании шлака около 30-35% скорость твердения шлакопортландцемента такая же, как и других видов портландцементов. При других значениях содержания шлака шлакопортландцементы твердеют медленнее, чем другие виды портландцементов, особенно при низких температурах.
Кроме того, шлакопортландцементы имеют меньшую прочность, чем портландцемент М500 или М400, изготовленный из такого же клинкера и с тем же помолом, что и обычный портландцемент. Шлакопортландцементы имеют умеренное тепловыделение при твердении и меньшую усадку (объемную деформацию) в бетоне либо набухание в воде.

Выпускается шлакопортландцементы четырех марок: ШПЦ М300, М400, М500, М600 в соответствии ГОСТ 970—61. Марка устанавливается в зависимости от прочности шлакопортландцементов на сжатие.
Основное назначение шлакопортландцементов: строительство бетонных и железобетонных конструкций, включая подземные и подводные.


Свойства глиноземистого портландцемента

Глиноземистый цемент представляет собой высокопрочное вяжущее вещество, получаемое обжигом смеси цементного сырья, богатого окисью кальция и глиноземом, до спекания смеси и последующего тонкого помола полученного продукта обжига. Для глиноземистых портландцементов характерна высокая прочность образуемого соединения и малое время отвердевания. Если клинкер для производства М400 и М500 состоит главным образом из силикатов кальция, то в противоположность ему в глиноземистом портландцементе содержатся в основном алюминаты кальция.

Поскольку цены глиноземистых портландцементов в несколько раз выше цен обычных портландцементов М400 или М500, их применение в строительстве целесообразно только в специфических случаях, когда проявляются особенности глиноземистых портландцементов: короткие сроки твердения и высокая прочность соединения, а также высокая стойкость против воздействия агрессивных сред, способных разрушать обычный портландцемент. Кроме того, особенностью глиноземистого портландцемента является также активное тепловыделение, огнеупорность и хорошая адгезия с арматурой. Указанные характеристики по совокупности экономически оправдывают его применение вместо портландцемента.

Основные области применения глиноземистого портландцемента:

— возведение фундаментов под функционирующие агрегаты;
— изготовление огнеупорного бетона;
— строительство бетонных и железобетонных конструкций при ликвидации аварий;
— возведение военно-технических сооружений;
— проведение строительных работ, связанных с бетонированием, в условиях низких температур;
— возведения бетонных сооружений, подвергающихся воздействию сернистых газов и минерализованных вод.


Расширяющийся цемент характеризуется расширением раствора и бетона на его основе в процессе схватывания и твердения. Для расширяющихся портландцементов характерно расширение растворов и бетонов на их основе в процессе схватывания и твердения. Расширение цементных растворов связано с активным ростом кристаллов гидросульфоалюминатов кальция в процессе формирования кристаллической структуры цементного камня. Различают расширяющиеся цементы двух видов: гипсоглиноземистый расширяющийся цемент и водонепроницаемый расширяющийся цемент. Указанные виды расширяющихся портландцементов различаются составом и техническими свойствами.

Основное отличие гипсоглиноземистого портландцемента от обчных портландцементов М400, М500 и М600 заключается в том, что он представляет собой расширяющийся цемент, быстротвердеющий в воде и на воздухе, который получают путем помола смеси высокоглиноземистых доменных шлаков и двухводного гипса. Основная область применения гипсоглиноземистых расширяющихся портландцементов: изготовление гидроизоляционных, водонепроницаемых, безусадочных и расширяющихся растворов, штукатурок и бетонов для заделки стыков и усиления бетонных и железобетонных конструкций и изделий, фундаментов и металлоконструкций в сотаве железобетонных элементов объектов, а также для зачеканки швов водопроводов.


Быстротвердеющий портландцемент

Для быстротвердеющих портландцементов (БТЦ) характерно интенсивное твердение в первые 3 суток. Кроме того, в последующие 28 суток происходит нарастание его прочности. В дальнейшем прочностные характеристики быстротвердеющего портландцемента могут быть теми же, что и других видов портландцементов.
Производство быстротвердеющих портландцементов включает тонкое измельчение смеси цементного клинкера и гипса. В процессе помола обычно вводятся активные минеральные добавки в соответствии с ГОСТ 6269- 54.


Пластифицированные портландцементы

Пластифицированный цемент представляет собой вид портландцемента, характеризующийся повышенной подвижностью, пластичностью и морозостойкостью раствора на его основе.
Пластифицированный цемент изготавливают путем помола смеси цементного клинкера, гипса и активных пластифицирующих добавок.
Деление пластифицированных портландцементов осуществляется в соответствии с ГОСТ 970-61 в зависимости от прочности на сжатие на пять марок: М300, М400, М500, М600, М700.


Свойства и применение гидрофобного портландцемента

В производстве гидрофобного цемента осуществляют помол смеси цементного клинкера, гипса и гидрофобной добавки, которая и придает специфические свойства цементу. Кроме гидрофобных свойств, остальные характеристики гидрофобного цемента те же, что и для обычного портландцемента М300, М400 или М500.
Основная область применения гидрофобного цемента — использование при необходимости длительного хранения цемента до его использования, перевозки на дальние расстояния, облицовка и штукатурка зданий и сооружений для предотвращения выцветов на оштукатуренной поверхности, изготовление бетонов для гидротехнических сооружений, а также строительства аэродромов, мостов, развязок и других дорожных объектов.


Особенности сульфатостойких портландцементов

Сульфатостойкий цемент представляет собой портландцемент, характеризующийся повышенной стойкостью к агрессивной сульфатной среде.
Сульфатостойкий цемент получают путем помола смеси цементного клинкера и гипса. По прочностным показателям сульфатостойкий цемент подразделяют на три марки: М400, М500 и М600.Сульфатостойкий цемент характеризуется также пониженным тепловыделением по сравнению с обычным портландцементом.
Основная область применения сульфатостойкого цемента — сооружение свай, опор мостов и молов, находящихся в сульфатной и минерализованной среде, строительство напряженных бетонных и железобетонных конструкций, мостов и гидротехнических сооружений с переменным уровнем горизонта воды.


Портландцемент с умеренной экзотермией

Цемент с умеренной экзотермией представляет собой портландцемент с пониженной теплотой гидратации и повышенной сульфатостойкостью, который изготавливается из цементного клинкера.
Цемент с умеренной экзотермией может иметь марку М400 или М500.
Основная область применения цемента с умеренной экзотермией — строительство наружных зон гидротехнических массивных сооружений и других бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях систематического замораживания и размораживания.


Тампонажный цемент

Тампонажный цемент представляет собой разновидность портландцемента, предназначенного для изоляции обсадных колонн нефтегазовых скважин от грунтовых вод. Тампонажный цемент изготавливается из цементного клинкера, химический состав которого может меняться в широких пределах.
ГОСТ-ом 1581-42 предусмотрено производство тампонажного цемента для «холодных» скважин и для «горячих» скважин.


Наша компания осуществляет производство и продажу оптом качественного портландцемента марки М500 и М400. Мы выполняем оптовые поставки портландцемента оптом навалом и в мешках вагонами и машинами. Вы можете купить у нас портландцемент для строительства и ремонта, для приготовления растворов и возведения фундамента, а также для бетона и кирпичной кладки. У нас Вы всегда сможете купить оптом по заводским ценам со складов в Москве цемент, красный строительный кирпич — полнотелый и утолщенный щелевой на выгодных условиях с доставкой на объекты.


Другие статьи на эту тему:

Классификация вяжущих веществ

Портландцемент — свойства

Цена на портландцемент М500 и М400

Сухие строительные смеси и пескобетоны


Видео о производстве цемента — CEMEX USA

1. Добыча сырья

Известняк и глина взрываются из каменных карьеров путем бурения породы и подрыва взрывчатых веществ с незначительным воздействием на окружающую среду благодаря применяемым современным технологиям.


2. Транспортировка сырья

После дробления огромные камни транспортируются на завод самосвалами или ленточным конвейером.


3. Дробление

Камень из карьера доставляется по желобам к дробилкам, где измельчается или измельчается до кусков размером примерно 1 ½ дюйма.


4. Предварительная гомогенизация

Предварительная гомогенизация — это пропорциональное смешивание различных типов глины, известняков или любого другого необходимого материала.


5. Склад сырья

Каждое сырье отдельно транспортируется в силосы, где оно позже будет добавлено в определенных количествах в соответствии с конкретным типом производимого цемента.


6. Сырьевая фабрика

Это происходит на вертикальном сталелитейном заводе, который измельчает материал за счет давления, оказываемого тремя коническими роликами. Которые перекатывают токарно-фрезерный стол. На этом этапе также используются горизонтальные мельницы, внутри которых материал измельчается стальными шарами.


7. Гомогенизация сырьевой муки

Этот процесс происходит в силосах, оборудованных для получения однородной смеси материала.


8.Кальцинирование

Прокаливание — это основная часть процесса, в котором задействованы огромные вращающиеся печи. Внутри при 1400 градусах сырье превращается в клинкер: мелкие темно-серые узелки диаметром 3-4 сантиметра.


9. Цементный помол

Клинкер измельчается стальными шарами разного размера, проходя через две камеры мельницы, с добавлением гипса для увеличения времени схватывания цемента.


10. Упаковка и отгрузка цемента

Цемент затем помещается в силосы для хранения, откуда он гидравлически или механически извлекается и транспортируется на объекты, где он будет упакован в мешки или доставлен навалом.В любом случае он может быть доставлен железнодорожным вагоном, грузовым грузовиком или кораблем.

Из чего сделан цемент?

Опубликовано 15 января, 2019

Он составляет фундамент строений, поддерживает небоскребы в вертикальном положении и затвердевает до огромной прочности за считанные дни. Он использовался со времен Римской империи для создания прочных дорог, герметизации хранилищ воды и соединения огромных блоков. О чем мы говорим? Цемент, который является основным связующим веществом в бетоне. Но из чего сделан цемент? Каков процесс, который превращает эти природные материалы в прочную матрицу, связывающую мир воедино? Вот краткий обзор того, как это работает:

  • Цемент производится из тщательно контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железной руды и других ингредиентов, включая летучую золу, небольшое количество гипса, известняка и глины.
  • Инструменты, используемые при производстве портландцемента, включают цементную печь, вращающиеся печи, сита, способные удерживать воду, и многие другие части оборудования в процессе.
  • Точный процесс производства цемента зависит от типа создаваемого цемента, но, как правило, на цементном заводе сырье измельчается и измельчается в мелкий порошок, который может проходить через сито, способное удерживать воду.
  • На цементном заводе порошкообразные материалы затем загружаются в печь, нагреваются до чрезвычайно высоких температур, около 2700 градусов по Фаренгейту, а затем сбиваются в огромных цилиндрических вращающихся печах, чтобы материалы перемешивались, пока они горячие.
  • Вращающаяся печь для обжига цемента — это огромное оборудование, до 12 футов в диаметре и более 400 футов в длину. У него внутри огромный стальной цилиндр, облицованный огнеупорным кирпичом особого типа, и он установлен на оси, которая немного наклонена от истинного горизонтального подшипника.
  • Сырье начинается с верхнего конца вращающейся печи, и когда оно достигает нижнего конца, в точно контролируемых условиях происходит ревущий взрыв пламени от сжигания порошкообразного угля, нефти, газа или других видов топлива.
  • В процессе прохождения через печь элементы выделяются газом, в то время как оставшиеся элементы объединяются, образуя другое вещество, называемое клинкером, которое выходит из печи в виде раскаленных серых шариков размером с мрамор.
  • Затем клинкер отжигают в процессе медленного охлаждения в нескольких камерах, при этом нагретый воздух из этих камер возвращается в печь для экономии топлива и повышения эффективности.
  • После охлаждения клинкер измельчается на цементном заводе и смешивается с небольшим количеством гипса или известняка, после чего он готов к продаже домовладельцам, строительным бригадам и компаниям по производству товарных смесей.
  • Добавляемые материалы часто влияют на тип создаваемого цемента, а такие ингредиенты, как летучая зола, замедляют время схватывания и облегчают работу жарким летом, а ускорители ускоряют процесс в холодную погоду.

Теперь, когда вы лучше понимаете, из чего сделан цемент, вы можете лучше понять весь процесс и материалы, которые в него входят. Если вы подумываете о новом цементном или бетонном проекте и вам нужны инструменты, компания BN Products готова вам помочь.Вот что мы можем предложить.

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Что такое цемент и пример производства цемента

размещено на

Цемент представляет собой мелкодисперсное мягкое порошкообразное вещество. Он сделан из смеси элементов, которые содержатся в природных материалах, таких как известняк, глина, песок и / или сланец. Когда цемент смешивается с водой, он может связывать песок и гравий в твердую твердую массу, называемую бетоном.

Цемент можно купить в большинстве строительных магазинов в мешках

Связанные темы: [Что такое бетон] [Армирование в бетоне] [Изготовление бетонной плиты]

Знаете ли вы? Для изготовления цемента необходимы четыре основных элемента. Это кальций, кремний, алюминий и железо.
Кальций (который является основным ингредиентом) может быть получен из известняка, тогда как кремний может быть получен из песка и / или глины. Алюминий и железо можно извлекать из бокситов и железной руды, и требуются лишь небольшие количества.

Цемент обычно серый. Также можно найти белый цемент, но он обычно дороже серого цемента.

Цемент, смешанный с водой, песком и гравием, образует бетон.

Цемент, смешанный с водой и песком, образует цементную штукатурку.

Цемент, смешанный с водой, известью и песком, образует строительный раствор.

Цементный порошок очень и очень мелкий. Один килограмм (2,2 фунта) содержит более 300 миллиардов зерен, хотя мы на самом деле не посчитали их, чтобы убедиться, что это полностью верно! Порошок настолько мелкий, что проходит через сито, способное удерживать воду.

Совет: цемент следует хранить в сухом месте. Если он намокнет или намокнет, порошок превратится в твердый комок.

Пример производства цемента

1.) Известняк добывается в карьере. Это основной ингредиент, необходимый для изготовления цемента. Также требуется меньшее количество песка и глины. Известняк, песок и глина содержат четыре основных элемента, необходимых для производства цемента. Четыре основных элемента — это кальций, кремний, алюминий и железо.

2.) Известняковые породы размером с валун транспортируются из карьера на цементный завод и загружаются в дробилку, которая дробит валуны на куски размером с мрамор.

3.) Кусочки известняка затем проходят через блендер, где они добавляются к остальному сырью в нужной пропорции.

4.) Сырье измельчается в порошок. Иногда это делается с помощью роликов, которые прижимают материалы к вращающейся платформе.

5.) Затем все поступает в огромную, чрезвычайно горячую вращающуюся печь, где проходит процесс, называемый «спеканием». Спекание означает: превращение в однородную массу путем нагревания без плавления. Другими словами, сырье частично расплавляется. Температура сырья внутри печи составляет около 2700 ° F (1480 ° C). Это вызывает химические и физические изменения в сырье, и они выходят из печи в виде больших стекловидных раскаленных углей, называемых «клинкером».

6.) Клинкер охлаждают и измельчают до мелкого серого порошка. Также при окончательной шлифовке добавляется небольшое количество гипса. Теперь это готовый продукт — портландцемент.

Цемент затем хранится в силосах (больших сборных резервуарах), где он ожидает распределения.

Цемент обычно перевозится наливом в специальных грузовиках, по железной дороге или даже на баржах или кораблях. Некоторые упакованы для тех, кто хочет небольшое количество.

История цемента — Всемирная цементная ассоциация

Цемент использовался людьми на протяжении всей истории; вариации материала использовались древними греками, римлянами и египтянами, причем самые ранние археологические находки датируются 12–10 000 г. до н.э. в современной Турции.Римляне использовали смесь извести (оксида кальция) и пуццолана — измельченного вулканического пепла — для создания гидравлического цемента, который мог схватываться под водой. Другие цементы использовали в качестве заполнителей щебень, плитку и керамическую посуду. Известные исторические здания из бетона, сохранившиеся до сих пор, — это Колизей и Пантеон в Риме и собор Святой Софии в Стамбуле.

Средние века были тихим временем в истории цемента; любые открытия, сделанные в эту эпоху, остаются неизвестными, хотя известно, что каменщики использовали гидравлический цемент для строительства таких сооружений, как крепости и каналы.

Промышленная революция в Европе в конце 18, -го, -го века ознаменовалась появлением новых разработок в области цемента и бетона с важным вкладом Джона Смитона, который обнаружил, что гидравлическая способность извести напрямую связана с содержанием глины в известняке, Джеймс Паркер, Луи Вика и Егор Челиев.

Предшественник современного цемента был создан в 1824 году Джозефом Аспдином, британским каменщиком и строителем, который экспериментировал с нагреванием известняка и глины до тех пор, пока смесь не прокалилась, измельчая ее и затем смешивая с водой.Аспдин назвал этот портлендский цемент в честь знаменитого прочного строительного камня с острова Портленд в Дорсете, Великобритания. Его сын, Уильям Аспдин, сделал первый цемент, содержащий алит (нечистая форма трехкальциевого силиката).

В 1845 году Исаак Джонсон обжигал мел и глину при гораздо более высоких температурах, чем Аспдин, около 1400-1500 o ° C, что привело к клинкированию смеси, и произвел то, что по сути является современным цементом.

С 1900-х годов вращающиеся печи заменили первоначальные печи с вертикальным валом, поскольку они используют лучистую теплопередачу, более эффективную при более высоких температурах.достижение однородной температуры клинкера и получение более прочного цемента. Теперь к полученной смеси добавляется гипс для контроля схватывания, а для измельчения клинкера используются шаровые мельницы.

Другие разработки последнего столетия включают цементы на основе алюмината кальция для лучшей сульфатостойкости, смешивание Rosendale (натуральный гидравлический цемент, производимый в Нью-Йорке) и портландцементов для получения прочного и быстро схватывающегося цемента в США, а также более широкое использование вяжущих материалов для хранения ядерных отходов.

Постоянно появляются новые технологии и инновации для улучшения устойчивости, прочности и применения цемента и бетона. Некоторые передовые продукты включают волокна и специальные заполнители для изготовления черепицы и столешниц, например, в то время как производство вне помещений также приобретает все большее значение с развитием цифровых технологий и искусственного интеллекта, которые могут сократить отходы и улучшить эффективность и условия работы на стройплощадке. Также разрабатываются цементы, которые могут поглощать CO 2 в течение своего срока службы, уменьшая углеродный след строительного материала.

Портландцемент

ПОРТЛАНДСКИЙ ЦЕМЕНТ

Если конструкция имеет характерный материал, то это бетон — знакомый подобный камню материал.
вещество, которое составляет некоторую часть почти всего, что мы строим. И ключ к
бетон — портландцемент — мелкий серый порошок, который связывает песок и гравий в
каменная масса бетона.
Добыча, производство и использование цемента, глины и сланца:
довольно похожи. Цемент изготавливается из гипса, сланца или глины и известняка.Период, термин
«цемент» чаще всего используется для обозначения портландцемента. Портландцемент, когда
смешанный с песком, гравием и водой, образует бетон, который является важным элементом
строительная промышленность. Портландцемент составляет более 95% всего производимого цемента.
Чтобы сделать портландцемент, глина, сланец и известняк измельчают в порошок и запекают в
печь. Запеченная смесь образует комья (клинкер), которые затем измельчаются и смешиваются с
гипс.Большая часть сырья добывается в карьерах. Мичиган традиционно входит в
пять государств по производству цемента. Один из крупнейших цементных заводов в
штат находится в Алпене. Для производства портландцемента требуется много тяжелого сырья и
огромное количество энергии.
Хотя термины цемент и бетон часто используются как синонимы,
цемент на самом деле является ингредиентом бетона. Портландцемент — это не торговая марка,
но общий термин для типа цемента, используемого практически во всем бетоне, так же как
нержавеющая сталь — это разновидность стали, а серебро — разновидность серебра.Портландцемент должен
и его имя, и происхождение от Джозефа Аспдина, британского каменщика. В поисках Аспдина
промышленный аналог натурального или римского цемента — сырой состав из извести и
вулканический пепел, использованный еще в 27 г. до н.э., привел к его открытию и патенту на портландцемент.
в 1824 г. Аспдин нагрел смесь мелко измельченного известняка и глины в небольшой печи.
для производства гидравлического цемента, который затвердеет при добавлении воды. Он
назвал свое изобретение «портландцементом» не только для того, чтобы отличить его от римского
цемента, но и как маркетинговый инструмент: бетон, сделанный из его нового цемента, очень напоминал
ценный строительный камень, добытый на острове Портленд у британского побережья.
Сегодняшний портландцемент по-прежнему зависит от сырья Aspdin.
основные компоненты кальция, кремния, глинозема и железа. Самая распространенная комбинация
известняк, глина и песок. В сегодняшнем производстве цемента полезные ископаемые из карьера
рядом с растением измельчаются до мелкого порошка, затем смешиваются до точных пропорций, необходимых для
конечный цементный продукт. Сырье обрабатывается во вращающемся цилиндрическом
печь называется обжиговой.В самой горячей части печи пламя 1870 C нагревает сырье.
до температуры около 1480 ° C. Под воздействием такой высокой температуры происходит ряд химических реакций.
преобразует частично расплавленное сырье в гранулы, называемые клинкером. С
с добавлением небольшого количества гипса клинкер измельчается до очень мелкого серого цвета.
пудра. Теперь он считается портландцементом — готов к отправке в бетон.
производителей, а затем на стройки.
Один из крупнейших заводов портлендского цемента в США расположен в г.
Алпена, и показано ниже.Преимущества размещения такого растения в Алпене
включают: близость к большим запасам высококачественного известняка, гипса и сланца, а также
доступ к озеру Гурон, что облегчает транспортировку цемента грузовым судном.

Источник: Фотография Рэнди Шетцла, профессора географии, штат Мичиган.
Государственный университет

В этом материале есть
был составлен только для образовательных целей и не может быть воспроизведен без
разрешение.Один экземпляр можно распечатать для личного пользования. Пожалуйста свяжитесь
Рэндалл Шетцл ([email protected])
для получения дополнительной информации или разрешений.

История портландцемента в США

История портландцемента в Соединенных Штатах

Развитие портландцемента
в США

Весной 1866 года Давид
О. Сэйлор, Эсиас Рериг и Адам Вулвер начали Coplay
Цементная компания.Цементная компания Coplay располагалась на западе
стороне реки Лихай и вдоль стороны железной дороги долины Лихай (L.V.R.R).
В начале 1870-х годов Sailor начал экспериментировать с производством
портландцемента из горных пород из собственного карьера. С помощью этого эксперимента
Сэйлор открыл возможность изготовления портландцемента из сырья
в его распоряжении. Он заметил, что более сильно обгоревшие части его розендейла
клинкер производил цемент, который имел бы предел прочности на разрыв, равный
лучшего импортного портландцемента за короткий период времени.тем не мение
цемент со временем не рассыпался. Эта проблема была
делать, чтобы сырье не было правильно пропорционально.

До этого эксперимента трио мужчин производило натуральные
каменный цемент. Было много других производителей природного каменного цемента.
в США в это время. Цемент Rosendale в Нью-Йорке
на рынке более тридцати лет, а производители уже
в эксплуатации в долинах рек Потомак, Джеймс и Огайо.Натуральный камень
цементы были получены путем вытеснения углекислоты из глинистых (глинистых)
известняки. Это было сделано при низких температурах в обычной вертикальной печи.
от 1000 до 1200 градусов по Фаренгейту, и получился мягкий желтый камень.
Этот желтый камень затем измельчили в порошок и составили законченный
товар. С другой стороны, портландцемент — это искусственная смесь
сырье, прокаливается при температуре выше 2000 градусов по Фаренгейту,
и использовалось более чистое сырье, чем необходимо для натуральных цементов.В
сырье, используемое в производстве портландцемента в это время
были цементная порода, известняк, сланец и уголь. В это время Портленд
цементы не были доступны в США и были импортированы
из Англии и Германии.

Месторождения Лихай сильно отличались от обычно используемых
в Европе, но все еще считались подходящими и достаточно чистыми
для производства портландцемента. Месторождения в этой области были
натуральная смесь карбоната извести и глины в пропорциях, приближенных к
необходимые для портландцементной смеси.К юго-востоку от этого
скалы и известняк были непригодны для производства цемента, а
на северо-западе было множество сланцев и сланцев. Эти месторождения доказали
быть подходящим, и Сэйлор выпустил первый портландцемент в 1875 году.
В 1876 году марка цемента Saylors получила медаль за высшее качество.
на столетие
Выставка в Филадельфии. Камни, использованные для производства этого цемента, были
взят из карьера
рядом с заводом и имел вариации в составе породы на разных
страты.Это означало, что требовались частые изменения для пропорционального распределения
смешайте правильно. Химики несколько раз определяли эти пропорции.
повседневная.

В 1878 году на заводе было семь печей для портландцемента, на которых производилось 2500
баррелей в месяц. В 1893 г. была построена печь непрерывного действия для экспериментальной
целей. В эту печь загружали сырье сверху, а клинкер
тянулось снизу днем ​​и ночью месяцами. Единственный раз, когда огонь
остановился был на ремонт.С 1900 года цементный завод Coplay, использующий непрерывную
печи, максимальная производительность 500 баррелей портландцемента в день.

Прежде чем сырье попадет в печь, цементная порода и известняк
смачивали, измельчали ​​и взвешивали отдельно. Цементная порода и известняк
затем выписывались вместе, когда весовые пропорции подходили к
производить полностью гомогенную смесь, чтобы химическое воздействие между
частицы могли иметь место. Затем эти две породы были смешаны вместе и
добавлен натуральный цемент для придания смеси необходимой пластичности.Эта смесь
затем превращался в комки или шары, пригодные для загрузки в печь или
печь. Все эти процессы происходили на сырьевом комбинате. Эти
Затем шары отправляли в туннельные сушилки, где они освобождались от влаги.
Эти шары затем поднимались на верхний или загрузочный этаж непрерывного
печь. Затем эту высушенную суспензию загружали через дверцы наверху.
этаж. Все это время печь была постоянно заполнена до этого момента.
Топливо вводилось через топочные отверстия этажом ниже.В
длинный вертикальный вал, верхняя часть печи, служила подогревателем
для кирпичей или шаров. Узкая секция посередине была горением.
камеру или тигель, а нижняя часть охлаждала клинкер и нагревала
поток воздуха. Эта тяга воздуха снизу нагревается, проходя мимо.
над горячим клинкером до того, как он достигнет камеры сгорания. Продукты
сгорания нагревали шары до высокой температуры, прежде чем они достигли
Огонь. В этих печах в качестве топлива использовался газовый уголь, и они оказались очень экономичными.
потому что все тепло было использовано.Клинкер прибыл на решетку
внизу, который был на шесть футов выше нижнего этажа, почти холодно. Сгоревший
клинкер извлекается из углов обжиговых печей через равные промежутки времени
в вагоны, и это содержимое взвешивается. Вагоны были составлены
подъем по тросу на второй этаж цементной мельницы. Здесь клинкер
хранился до тех пор, пока он не понадобился на первом этаже, где он был отшлифован и
в упаковке.

Эти вертикальные печи мельницы B до сих пор служат Давидом.
О.Saylor Cement Museum. В 1976 году Coplay Cement была приобретена компанией Essroc.
Компания, которая до сих пор производит портландцемент Saylors. Многие портленд
цементные заводы все еще существуют в долине Лихай и сегодня, в том числе: Essroc
I и Essroc III, расположенные в Назарете, Hercules Cement, расположенные в Стокертауне,
Keystone Cement, расположенный в Бат, Аллентаун Цемент, расположенный в Эвансвилле,
и Whitehall Cement, расположенные в Цементоне.

Информация собрана Джоном Харакалом

Цемент имеет углеродную проблему.Вот несколько конкретных решений.

Получайте еженедельные обновления климатической политики от Grist
Подпишитесь на The First 100

Крупнейшие загрязнители углерода не всегда громко рекламируют этот факт. Фактически, одна из отраслей с наиболее сильным воздействием на климат практически игнорируется, хотя ее продукция буквально поддерживает наше существование. Я говорю о цементной промышленности, которая сбрасывает в воздух более 2 миллиардов тонн углерода каждый год, чтобы сделать свой вездесущий строительный материал, что примерно в три раза больше, чем авиационная промышленность.

Чем объясняется этот потрясающий углеродный след? Чтобы сделать цемент, вы должны нагреть известняк почти до 1500 градусов C. К сожалению, самый эффективный способ получить такую ​​горячую цементную печь — это сжигать много угля, который, наряду с другими источниками энергии на ископаемом топливе, составляет 40 процентов выбросы отрасли. В конце концов, известняк распадается на оксид кальция (также известный как известь) и выделяет CO2, который попадает прямо в атмосферу, составляя еще 60 процентов выбросов в отрасли.

Хорошая новость заключается в том, что нет недостатка в идеях, как уменьшить значительный углеродный след цемента. Плохая новость заключается в том, что большинство из них либо находятся в зачаточном состоянии, либо сталкиваются с серьезными препятствиями на пути к усыновлению. Поскольку наше временное окно для предотвращения катастрофического изменения климата становится все меньше, нам необходимы крупные инвестиции в новые технологии и изменения в работе цементной промышленности. Но больше всего нам нужно, чтобы политики осознали тот факт, что цементная промышленность имеет проблемы с климатом.Пришло время для конкретных решений.

Получите Grist в свой почтовый ящик
Всегда бесплатно, всегда свежо

Первые 100 Другие варианты

Спросите своего климатолога, подходит ли вам Grist. См. Нашу политику конфиденциальности

Получение зеленого цемента

Один из самых простых способов сократить выбросы углерода цементом — это найти более чистое горючее, способное обогревать цементную печь.Сегодня доступны некоторые альтернативы ископаемому топливу, такие как древесина, сельскохозяйственные отходы и даже автомобильные шины. Несмотря на то, как это последнее звучит, Джереми Грегори, исполнительный директор Concrete Sustainability Hub в Массачусетском технологическом институте, говорит, что использованные шины могут быть «отличным источником энергии», а цементные печи — один из наиболее эффективных способов их утилизации.

В будущем у нас могут быть гораздо более чистые варианты. В черновом отчете, опубликованном в октябре, описаны некоторые новые технологии для производства промышленного тепла, необходимого для производства цемента, в том числе с использованием водородного топлива или электрических нагревателей, работающих на возобновляемых источниках энергии.Эти методы еще не готовы к использованию в прайм-тайме, но при дальнейшем развитии воспламенения шин для приготовления цементных печей могут стать причудливой сноской в ​​истории.

Но даже если мы найдем идеальную безуглеродную альтернативу углю, это решит только часть проблемы цемента. Пока известняк превращается в известь, все еще выделяется CO2. Эта известь вступает в реакцию с глиной внутри печи с образованием вещества, известного как «клинкер», которое затем смешивается с небольшим количеством гипса и измельчается в порошок, называемый «обычный портландцемент», являющийся отраслевым стандартом.Портландцемент смешивается с водой, песком и гравием, образуя бетон, скальный материал, из которого строятся фундаменты зданий, дороги, плотины и многие другие объекты современной инфраструктуры.

Что, если бы производители могли уменьшить количество клинкера, необходимого для производства цемента? Тогда им вообще не нужно было бы варить столько известняка, и процесс выделял бы меньше углерода. Цементная промышленность в целом уже снизила долю клинкера в своем продукте с более чем 90 процентов в 1990 году до почти 65 процентов сегодня, добавив в рецепт ингредиенты-заменители, такие как побочные продукты угольных заводов и выплавки чугуна и стали.Но есть еще больше возможностей для улучшения, поскольку новые рецептуры разрабатываются научно-исследовательскими лабораториями, стартапами и крупными компаниями.

Одним из наиболее многообещающих рецептов является кальцинированный глиняный цемент, более известный как LC3. LC3, разработанный около пяти лет назад в исследовательском институте EFPL в Швейцарии, представляет собой формулу, в которой клинкер сокращается почти вдвое за счет добавления кальцинитных глин и известняка, которые дешевы и часто встречаются в большом количестве. Цемент LC3 также можно варить при гораздо более низких температурах.Взятые вместе, по оценкам, эти два преимущества сокращают углеродный след до 30 процентов по сравнению с портландцементом. Рецепт уже коммерциализирован, но еще не принят в широких масштабах из-за множества препятствий, включая негибкие отраслевые стандарты и опасения по поводу того, как новые смеси будут выдерживать долгосрочную перспективу.

Еще лучше, чем низкоуглеродистый цемент, будет тот, который всасывает углерод из воздуха. Сегодня большинство цементных порошков отверждают, или «отверждают», добавляя воду, но несколько компаний, в первую очередь Solidia из Нью-Джерси, создают цементы, которые должны поглощать CO2 для того, чтобы затвердеть.Solidia утверждает, что каждая метрическая тонна производимого цемента может поглотить 240 килограммов газов, вызывающих потепление климата. А поскольку CO2 упаковывается в искусственную породу, хранилище фактически является постоянным.

На сегодняшний день цементы с углеродным отверждением являются нишевым продуктом. Они, как правило, дороже, чем традиционный цемент, и для их затвердевания часто требуется особая атмосфера, обогащенная CO2. Тем не менее Элла Адлен, исследователь из Оксфордской школы Мартина, считает эту технологию «огромной возможностью.Ранее в этом месяце Адлен выступил соавтором обзорной статьи в Nature, в которой было обнаружено, что с дальнейшим усовершенствованием углеродного отверждения и масштабным расширением, эта технология может помочь компенсировать более миллиарда тонн выбросов углерода цементной промышленностью в год к 2050 году.

Есть еще один последний инструмент, который, вероятно, будет необходим для полного перехода цементных заводов к нулевому выбросу углерода: улавливание, использование и хранение углерода (CCUS), набор технологий для всасывания CO2 из потока отходящих газов завода и его подачи в какой-то резервуар для хранения.Может быть, это ваша новая кустарная водка — или, возможно, парниковый газ можно использовать для изготовления цемента с углеродным отверждением. Небольшие демонстрации CCUS проходят на цементных заводах в Бельгии и Норвегии, а в сентябре Dalmia Cement объявила о своих планах построить крупнейший на планете цементный завод по улавливанию углерода в Тамил Наду, Индия. Когда этот объект будет запущен, он сможет поглощать полмиллиона тонн CO2 в год.

Проблема масштаба

Разработка новых технологий производства цемента — это только половина дела против выбросов углерода цементом.Другая половина ищет способы использовать меньше цемента.

Сегодня мир производит 4 миллиарда тонн цемента ежегодно, или около 1200 фунтов на каждого живого человека. По мере того как все больше людей переезжают в города, развивающиеся страны модернизируют свою инфраструктуру, а мир переходит на новые энергетические системы, ожидается, что наш аппетит к цементу будет только расти. К 2050 году мы можем производить около 5 миллиардов тонн цемента в год.

«Как и во всем, что связано с изменением климата, наиболее существенным аспектом проблемы является ее масштаб», — сказала Ребекка Делл, отраслевой стратег ClimateWorks.«Если бы цемент был нишевым материалом, это не было бы проблемой».

Решение проблемы может означать изменение общей практики строительства. Делл сказал, что в строительных проектах часто заливается больше бетона, чем необходимо, потому что это дешевая форма арматуры, которую можно использовать для быстрого выполнения работы. Новые методы строительства, такие как 3D-печать, могут значительно сократить отходы такого рода. Так же могла бы быть дальнейшая оцифровка процесса строительства — например, использование передовых компьютерных моделей для точного определения количества цемента, необходимого для того, чтобы здание соответствовало желаемым характеристикам.

Нам также необходимо спроектировать конструкции, которые служат дольше и которые можно будет легче перепрофилировать для новых целей, — сказал Джереми Грегори, исполнительный директор центра устойчивого развития бетона в Массачусетском технологическом институте.

«Когда дело доходит до зданий, мы обычно не сносим их, потому что они разрушаются», — сказал Грегори. «Обычно мы сносим их, потому что они вышли из моды или не нужны». Чем дольше мы сможем использовать старые здания, тем меньше нам придется строить новых и тем меньше цемента нужно будет производить.

Потенциальные выгоды для климата от более проницательного использования цемента значительны. В отчете за 2018 год было обнаружено, что в Европейском Союзе строительный сектор мог бы сократить на треть своего углеродного следа к 2050 году, если бы здания были спроектированы так, чтобы использовать меньше материалов, дольше служить и было легче перепрофилировать; если бы строительный мусор уменьшился; и если бы больше цемента было переработано.

Ускорение изменения

Делл сказала, что она «очень уверена», что у нас есть техническое ноу-хау, чтобы сократить выбросы углерода в цементной промышленности, если мы захотим.

«Проблема гораздо больше, можем ли мы организовать нашу политику и наши рынки так, чтобы это было вознаграждено», — сказала она. «Это на самом деле намного сложнее».

В мире цемента доминируют несколько крупных производителей, конкурирующих на мировом товарном рынке, который очень чувствителен к небольшим колебаниям цен. Любая компания, которая добровольно решает поменять процесс производства цемента, подвергается огромному риску: она может получить продукт некачественного или слишком дорогой для продажи.Возможно, поэтому неудивительно, что большинство компаний не очень стараются.

В отчете, опубликованном в прошлом году организацией Transition Pathway Initiative, был рассмотрен 21 крупнейший в мире производитель цемента, и было обнаружено, что менее половины установили какие-либо целевые показатели по выбросам. Из 11 компаний, представивших некоторые данные о выбросах за несколько лет, только две, по-видимому, сокращали выбросы углерода достаточно быстро, чтобы соответствовать цели Парижского соглашения по ограничению глобального потепления до 2 градусов C.

Для изменения этой кальцинированной отрасли необходимо вмешательство на национальном и международном уровнях.Правительства могли бы создавать нормативные акты, устанавливающие новые стандарты эффективности для цементных заводов и поощрять компании, которые делают шаг вперед, например, посредством таких стимулов, как налоговая льгота США в размере 45Q за улавливание углерода. Они могли бы помочь создать новые рынки для чистого цемента, установив стандарты закупок, такие как Закон «Покупайте чистую Калифорнию», который устанавливает ограничения на воздействие на климат определенных строительных материалов, разрешенных к закупке штатом. И правительства богатых стран, таких как Соединенные Штаты, могли бы значительно больше инвестировать в разработку нового поколения чистых цементных технологий и вывод этих технологий на рынок.

Вашингтон постепенно осознает необходимость действий. Еще в сентябре два отдельных комитета Конгресса провели слушания по промышленной декарбонизации. Грегори свидетельствовал обоим и сказал, что получил «много замечательных вопросов с обеих сторон прохода». Цементная политика даже несколько раз мимолетно появлялась в платформах президентской кампании 2020 года, в первую очередь в плане вечнозеленой экономики бывшего климатического кандидата Джея Инсли. Среди прочего, этот план предусматривал федеральную программу «Покупайте чистую продукцию» для цемента и других строительных материалов, более строгие налоговые льготы для предприятий, использующих улавливание углерода, и совершенно новое Управление промышленной декарбонизации при Министерстве энергетики.Кандидаты от демократов Эндрю Янг и Пит Буттигиг, тем временем, оба призывают к дополнительному федеральному финансированию исследований, направленных на выяснение способов хранения углерода в бетоне или цементе.

«Когда люди думают о борьбе с изменением климата, первое, о чем они думают, — это возобновляемая электроэнергия. Второе — это пассажирские перевозки », — сказал Делл. «Разговор об этих промышленных источниках выбросов далек от зрелости. Но мы над этим работаем ».

Подпишитесь на рассылку The First 100

Сможет ли Байден справиться с климатом? Получите еженедельный анализ действий федеральной политики в области климата в первые месяцы президентства Байдена.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*