Цемент производство: Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Цемент – распространенный строительный материал, используемый чаще всего в качестве вяжущего в строительных смесях и растворах. Представляет собой мелкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым или другим оттенком. После взаимодействия с водой цемент и продукты на его основе образуют пластичную массу, которая при твердении трансформируется в искусственный камень.

Сырье для изготовления цемента

Сырьем для производства цемента являются горные породы, добываемые открытым способом:

• Карбонатные – мел, известняки, известняки-ракушечники, доломит, мергель, туф. В промышленном производстве используются в основном известняки. Точное количество компонента зависит от его свойств и минерального состава. Чем больше в составе породы веществ с кристаллической структурой, тем выше температура плавления.
• Глинистые – глина, глинистые сланцы, лесс, суглинки, монтмориллонит. Этот компонент осадочного происхождения разбухает при контакте с водой. Цель применения глинистых веществ – повышение пластичности смесей и растворов на базе цементного вяжущего.
• Добавки. Их перечень определяется в зависимости от свойств, которые необходимо получить. Обычно добавки содержать глинозем, железо, кремний. Для их изготовления используют различные производственные отходы – доменную пыль и другие.

Единой формулы химического состава цемента не существует, так как производители предлагают большое количество разновидностей этого строительного материала с различными эксплуатационными характеристиками.

Наиболее распространен в строительстве портландцемент – без минеральных добавок и с минеральными добавками.

Существуют определенные ограничения по минимально допустимым ических соединений, из которых состоит портландцемент:

• CaO – 62%;
• SiO₂ – 20%;
• Al₂O₃ – 4%;
• Fe₂O₃ – 2%;
• MgO – 1%.

Химические составы в процентах некоторых типов цементов

Что такое цементный клинкер?

Основной компонент производства цемента – клинкер. Это промежуточный полуфабрикат, получаемый обжигом смеси известняка (мела, мергеля или других пород) в количестве 75% и 25% глины. Сырьевые компоненты плавятся с образованием гранул. Клинкер перемалывают и соединяют с молотыми добавками.

Весь процесс изготовления цементного вяжущего можно условно разделить на 3 этапа:

• изготовление клинкера обжигом – основной процесс, наиболее затратный и трудоемкий;
• помол клинкера до образования тонкодисперсного порошка;
• смешивание клинкерного порошка с порошкообразными добавками.

Изготовление клинкера делится на следующие этапы:

• доставка сырья для клинкера на цементный завод;
• измельчение сырьевых компонентов;
• смешивание компонентов в пропорциях, указанных в техдокументации, для последующего обжига.

Технологии производства цемента

Существует несколько технологий производства цемента.

Конкретный вид производства определяется тем, из чего делают цемент:

• Мокрый. Клинкер изготавливается из мела, глины и воды. К измельченным компонентам добавляют воду. Влажную смесь (шлам) отправляют на обжиг. Полученный после обжига продукт транспортируют в холодильник. После охлаждения его измельчают, смешивают с добавками для получения необходимых свойств вяжущего. Эта технология требует финансовых затрат, поэтому производители в основном применяют другие. Но при необходимости получения цемента с прекрасными эксплуатационными свойствами применяют именно этот способ, позволяющий тонко корректировать состав сырья. Корректировка состава осуществляется в специальных бассейнах при температуре 1000°C.
• Сухой. Все компоненты – известняк, глина, добавки дробятся в сухом виде. Готовые порошки смешиваются в закрытых боксах с помощью подачи воздуха. Эта методика часто используется производителями, благодаря простоте реализации и относительно невысоким затратам. При производстве нет водяных испарений. Такой способ требует небольших затрат энергоносителей. Он оптимален для однородных сырьевых компонентов.
• Комбинированный. Эта технология сочетает элементы сухого и мокрого способов. Одна из этих технологий является основной, а вторая дополнительной. Если основной является мокрая методика, то сначала изготавливают сырьевой шлам, корректируют его состав, затем его обезвоживают и обжигают в печи, предназначенной для сухой технологии.

Цемент, независимо от того, из чего он состоит и каким способом приготовлен, складируется в специальных башнях – силосах, в которых, благодаря проветриванию, материал не слеживается, сохраняя рабочие характеристики.

К потребителю цемент поступает навалом или расфасованным в бумажные мешки.

Производство бесклинкерного цемента

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

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

Основное оборудование для изготовления цемента

При производстве вяжущего используются следующие основные виды оборудования:

• техника для добычи сырья и его транспортировки к месту изготовления;
• линия дробления сырья;
• печи для высокотемпературной обработки;
• линия дробления полученного клинкера, дозирования и смешивания молотого клинкера с добавками;
• оборудование для фасовки готового продукта в бумажные мешки.

Типы цемента и сферы их использования

Выпускается множество разновидностей вяжущего с разными эксплуатационными и декоративными характеристиками. Основные виды:

• Портландцемент. Этот тонкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым оттенком является наиболее распространенным строительным материалом, широко используемым в индивидуальном, масштабном жилищном и промышленном строительстве. Отдельно не применяется. Выступает компонентом строительных смесей и растворов. В сочетании с песком и щебнем используется при производстве бетонных смесей. Из цемента и песка изготавливают сухие строительные смеси, поступающие в продажу фасованными в мешки, или пластичные цементно-песчаные растворы, доставляемые на строительную площадку в виде, готовом к применению. Пластифицирующие добавки регулируют время схватывания раствора и другие характеристики конечного продукта. 
• Сульфатостойкий. Устойчив к химически активным средам. Применяется для бетонирования подземных и подводных конструкций.
• Глиноземный. В состав добавляют гипс и глиноземистый шлак, благодаря котором вяжущее быстро схватывается и приобретает марочную прочность. Глиноземный цемент используется при строительстве конструкций, работающих в условиях высокой влажности.
• Кислотоупорный. При его производстве используются кварцевый песок и кремнефтористый натрий. В качестве жидкости для затворения используется не вода, а жидкое стекло.
• Шлакопортландцемент. В состав этого вяжущего добавляют гранулы шлака (примерно 25%). Материал применяется в крупномасштабном строительстве.

Как делают цемент: технология производства цемента

Любое строительство или ремонтные работы невозможны без использования универсального строительного материала – цемента разных видов и марок. Мы настолько привыкли к этому продукту, что даже не задумываемся над проблемой, а как делают цемент.  Можно ли его можно изготовить в домашних условиях и не переплачивать?

СодержаниеСвернуть

• Состав цемента
• Производство цемента на заводах
• Сухой способ
• Мокрый способ
• Комбинированные способы
• Как делают белый цемент
• Заключение

Сразу ответим на вопрос – можно ли сделать цемент своими руками? Имея необходимое оборудование и исходные материалы – получить цемент в домашних условиях можно. На данный момент времени в Российской Федерации большим спросом пользуются мини-заводы по производству цемента, мощностью порядка 120 000 тонн цемента в год. Производить же цемент для единичной стройки экономически невыгодно. Проще и дешевле купить этот необходимый строительный материал на заводе или в магазине.

Состав цемента

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

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

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

• Мокрый способ.
• Сухой способ.
• Комбинированный метод.

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

Как делают белый цемент

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

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

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

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

Заключение

Теперь вы знаете, как делают цемент на заводе в общем случае. Информацию как правильно делать цемент во всех подробностях, цифрах, схемах, таблицах и других тонкостях смотрите в специальной литературе.

Способы производства цемента — Завод строительных смесей «ВосЦем»

Процесс производства цемента состоит из следующих основных технологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.

В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера.

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется в присутствии определенного количества воды. А при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами. Мокрый способ приготовления сырьевой смеси применяют, когда физические свойства сырьевых компонентов (пластичной глины, известняка, мела с высокой влажностью и т.д.) не позволяют организовывать экономичный технологический процесс производства сырьевой смеси по сухому способу производства. При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы и др.  

Мокрый способ производства цемента.

Сухой способ производства цемента.

Комбинированный способ производства цемента.

Производство цемента складывается в основном из следующий операций: добыча сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.

Существуют два основных способа производства – мокрый и сухой. При мокром способе производства сырьевую смесь измельчают и смешивают сырьевые материалы с водой. Получаемая сметанообразная жидкость – шлам – содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

В зависимости от физических свойств исходных материалов и ряда других факторов при получении цемента по мокрому способу применяют разные схемы производства. Схемы эти отличаются одна от другой только способом приготовления сырьевой смеси. Приводим схему производства цемента по мокрому способу из твердого материала — известняка — и мягкого — глины.

При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она попадает в бункер, откуда вместе с известняком поступает в мельницу. Глину до болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями.

Если при производстве по мокрому способу сырьевую смесь составляют из одних твердых материалов — известняка, мергелей и глинистых  сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В том случае в схеме отсутствует болтушка. При изготовлении цемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в болтушках, после чего размалывают в более коротких шаровых мельницах. В этом случае воду добавляют в первой стадии процесса и материалы дозируют перед ,поступлением в болтушки.

При сухом способе производства выбор схемы зависит от рода поставляемого топлива, физических свойств сырья, мощности завода и ряда других факторов. При использовании для обжига клинкера угля с большим содержанием летучих обжиг ведут во вращающихся печах, — если же применяют топливо с малым содержанием летучих — то в шахтных.

Так как при соприкосновении мелкого порошка, образующегося при помоле, с влагой материала образуется пластичная масса, которая налипает на внутреннюю поверхность агрегата и препятствует дальнейшему помолу, то дробленые сырьевые материалы с естественной влажностью размалывать нельзя. Поэтому после выхода из дробилки сырьевые материалы высушивают и затем направляют в мельницу, где перемалывают в тонкий порошок. Однородные по физическим свойствам материалы можно дробить и сушить в одних и тех же аппаратах. В случае применения гранулированного шлака его подсушивают без предварительного дробления. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате-мельнице — в том случае, если влажность сырьевых материалов не превышает 8-12%, например, при использовании известняков и глинистых сланцев. Если в качестве сырья используется непластичный глинистый компонент, то при сухом способе производства обжиг ведут только во вращающихся печах. При пластичном глинистом компоненте можно вести обжиг, как во вращающихся печах, так и в шахтных печах. В последнем случае сырьевую смесь вначале увлажняют в смесительных шнеках водой до 8-10%-ной влажности. Затем массу подают в грануляторы, где она вместе с дополнительно подводимой водой превращается в гранулы с влажностью 12-14%. Эти гранулы и поступают в печь.

При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка.

В ряде случаев может оказаться целесообразным комбинированный способ производства, при котором сырьевая смесь в виде шлама, полученного при обычном мокром способе производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Выбор сухого или мокрого способа производства зависит от многих причин. Как тот, так и другой способ имеют ряд преимуществ и недостатков. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. Поэтому при значительных колебаниях в химическом составе известнякового и глинистого компонента он целесообразнее. Этот способ используется и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмучивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа — больший расход топлива. Если используют сырьевые материалы с большой влажностью, то расход тепла, затрачиваемого на сушку и обжиг, при сухом способе будет мало отличаться от расхода тепла на обжиг шлама при мокром способе. Поэтому сухой способ производства целесообразнее при сырье со сравнительно небольшой влажностью и однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля ,с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах.

При изготовлении сырьевой смеси по любому способу необходимо стремиться к наиболее тонкому помолу, теснейшему смешению сырьевых материалов и к возможно большей однородности сырьевой смеси. Все это гарантирует однородность выпускаемого продукта и является одним из необходимых условий нормальной эксплуатации завода. Резкие колебания химического со·става сырьевой смеси нарушают ход производственного процесса. Высокая тонкость помола и совершенное смешение необходимы для того, чтобы химическое взаимодействие между отдельными составными частями сырьевой смеси прошло до конца в возможно более короткий срок.

При выборе той или другой схемы производства особое внимание следует обращать на рентабельность работы предприятия и возможность снижения себестоимости продукции. Основными мероприятиями, ведущими к снижению себестоимости являются: интенсификация производственных процессов, повышение коэффициента использования оборудования, рост выпуска цемента, повышение его качества (марки), снижение расхода топлива и электроэнергии, механизация производственных процессов и всех вспомогательных работ, автоматизация управления производственными процессами и некоторые другие.

Мощность цементных заводов устанавливают в зависимости от сырьевой базы и потребности района в цементе. На новых заводах она равна обычно 1-2 млн. т цемента в год. Характерным показателем производительности труда на цементных заводах является выпуск цемента на одного рабочего в год, который в 1963 г. составил 915 т. Выработка на одного работающего была 7-62 т. На заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, выработка цемента достигла соответственно 2000 и 1600 т.

На цементных заводах, а также на заводах по производству других вяжущих материалов приходится перемещать от одного аппарата к другому большие массы кускового порошкообразного и жидкого материала. Для транспортирования их применяют ковшовые элеваторы, шнеки, ленточные, пластинчатые и скребковые транспортеры, транспортные желоба, насосы, краны с грейферами. Для транспортирования порошкообразных материалов широко используют пневмовантовые и камерные насосы, а также пневмотранспортные желоба.

Транспортирование шлама имеет ряд особенностей, так как он представляет собой сметанообразную текучую массу, содержащую 32-45% воды. Чтобы уменьшить расход топлива на обжиг, стремятся снизить влажность шлама, а чтобы улучшить его транспортабельность, необходимо увеличить содержание воды. По условиям транспортабельности шлам должен течь по желобу, имеющему уклон в 2-4 %. Чем пластичнее сырьевые материалы, тем больше приходится добавлять воды для получения шлама нужной текучести. Обычно шлам транспортируется центробежными насосами.

На заводы сырьевые материалы доставляют из карьера в виде кусков размерами до 1000-1200 мм. Иногда сырьевые отделения расположены непосредственно на карьерах, откуда шлам поступает на заводы. Так, на Балаклейском цементном заводе отделение болтушек размещено на карьере. Сырьевые материалы в виде мела и глины поступают в дробилки, а затем в болтушки. Полученный глиняно-меловой шлам нормальной влажности перекачивается по шламопроводам на завод.

При выпуске цемента обычных марок сырьевые материалы и клинкер размалываются до остатка на сите №008 порядка 8-10%. Для получения цемента более высоких марок материалы размалываю тоньше — до остатка на том же сите около 5% и даже меньше. Измельчать сырьевые материалы до получения тонкого порошка в одном аппарате невозможно. Поэтому сначала материал подвергают в дробилках двyx — тpex стадийному дроблению до величины кусков, не превышающей 8-20 мм, а затем измельчают в мельницах в гонкий порошок с размерами зерен не более 0,06-0,10 мм, глину поступающую из карьера в кусках размером до 500 ММ, измельчают в валковых дробилках до кусков не больше 100 мм, а затем отмучивают в болтушках до получения глиняного шлама с влажностью 60-70%. Этот шлам и подают в сырьевую мельницу.

Удельный расход сырья зависит от его химического состава и зольности топлива и составляет 1,5-2,4 т на 1 т клинкера. Расход электроэнергии на 1 т выпускаемого цемента составляет 80-100 квт/ч.

из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.

Из чего делают цемент, описание

Цемент является измельченным порошком клинкера, в который введены модифицирующие добавки и наполнители. В сухом виде — это сыпучая однородная масса серого цвета. При разведении водой получается пастоподобный вяжущий состав, легко наносимый на любые шероховатые поверхности.

После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню. Не зря искусственные камни производятся именно из цемента.

Химический состав и формула

При нагревании известняка и глины до температуры порядка 1450 градусов происходит изменение структуры данных материалов, в результате чего образуются гранулы клинкера. Эти гранулы смешивают с гипсом и перемалывают до состояния порошка. Химическая формула готового цемента выглядит следующим образом: 67 % оксида кальция (СаО), 22 % диоксида кремния (SiO2), 5 % окиси алюминия (Al2О3), 3 % оксида железа (Fe2O3) и 3 % прочих составляющих.

Процесс производства цемента достаточно сложен и трудоемок. Он требует наличия специального оборудования и соблюдения технологических норм и условий.

Технические характеристики

Основной технической характеристикой является марка цемента. Обозначается она буквой «М» и цифровым показателем. Цифры указывают на максимальный показатель нагрузки в килограммах на определенный объем застывшего цемента, т.е. его прочность на сжатие.

На практике это означает вес, который может выдержать цемент без разрушения. Например, если он выдерживает вес 200 кг, то цементу присваивается марка М200.

На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок. Он обозначается буквой «Д» и показывает из чего состоит данный вид цемента. Например, символы «Д10» означают, что в сухую смесь введено 10 % добавок.

Такие добавки вводятся для улучшения водонепроницаемости, устойчивости к коррозии, морозостойкости и других качеств цемента. Рассмотрим также другие характеристики цемента, на которые следует обращать внимание при производстве строительных работ.

М400. Его прочность составляет 400 кг/см2. Это самая популярная марка цемента, используемая повсеместно для любых видов строительных и отделочных работ. Это строительство зданий, монолитное строительство, изготовление бетонных плит, блоков, лестничных конструкций, фундаментов, колодезных железобетонных колец, тротуарной плитки и целого ряда других изделий.

М500. Прочность составляет 500 кг/см2. Данная марка цемента характеризуется быстрым застыванием и высокими показателями прочности. Цемент используется для монолитного строительства высотных конструкций, изготовления несущих элементов, плит перекрытий, сборных конструкций из железобетона, балок, а также в других случаях, требующих повышенной прочности и долговечности сооружений.

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

По ГОСТ. Производство общестроительных цементов должно быть основано на требованиях ГОСТ 31108-2003. Стандарт регулирует соотношение необходимых компонентов в составе сухой смеси и технологию изготовления цемента. Сюда не относятся составы специального назначения.

Активность. Это прочность отдельно взятого образца цементного раствора на сжатие. Полученные показатели активности специалисты сравнивают с нормативами и присваивают данному цементу соответствующую марку. Показатель активности зависит от нескольких факторов: активности клинкерных гранул, интенсивности помола, наличия добавок. Например, активные добавки существенно увеличат активность самого цемента.

Применение автоматического измерителя активности цемента ЦЕМЕНТ-ПРОГНОЗ:

Плотность. Наименьшая плотность фиксируется у свежеприготовленного цемента. На отдельные его частички действуют электростатические силы, отталкивающие частички от своих собратьев. Затем, в процессе перевозки и хранения, смесь слеживается и уплотняется.

Плотность также зависит от степени измельчения клинкерных гранул. При производстве расчетов показатель средней плотности цемента берется равным 1300 кг на кубометр. Но на практике плотность зависит от условий хранения материала.

Удельный и объемный вес. Удельный вес цемента определяется по соотношению его веса к занимаемому им объему. Это понятие необходимо для правильного составления пропорций цементных растворов. Удельный вес цемента может значительно разниться в зависимости от состояния смеси. Так, свежий порошок может иметь удельный вес порядка 1000 кг/куб, а слежавшаяся смесь — 1500 кг/куб.

Объемный вес рассчитывается по среднему показателю плотности цемента. Средний показатель плотности равен примерно 1300 кг/куб. Следовательно, мешок весом 50 кг будет иметь около 0,04 кубометра. Объемный вес увеличивается при слеживании или транспортировке цемента.

Срок годности. Цемент характеризуется ограниченными сроками годности. Производители гарантируют его сохранность при нормальных условиях в течение 2 месяцев. Если обеспечить герметичные условия хранения, то цемент может пролежать без проблем в течение года.

Следует учитывать, что чем выше марка хранимого цемента, тем быстрее он может потерять часть своих свойств. Так, цемент М500 после нахождения на складе с повышенной влажностью, уже через месяц будет соответствовать по качеству цементу М400, а через 2 месяца — М300.

Рекомендуется хранить мешки в дополнительной целлофановой упаковке на расстоянии более 0,3 м от пола. Срок хранения цемента в специальных мешках гораздо длительнее его хранения россыпью.

Насыпная плотность. Это соотношение массы рыхлого цемента к его объему. То есть, это практически то же самое, что и удельный вес, если брать рыхлую смесь. Определяется она опытным путем. Цемент засыпается в мерную емкость с определенной высоты. После наполнения емкости производится взвешивание. Зная вес пустой емкости, определяют значение насыпной плотности. У свежих смесей данный показатель составляет около 1200 кг/куб. У слежавшегося цемента насыпная плотность равна около 1500 кг/куб.

Время застывания. Приготовленный цементный раствор через несколько часов схватывается и застывает. Летом этот процесс может произойти за 2-3 часа. В холодное время процесс схватывания затягивается до 10 часов. Так, при температуре 0 градусов раствор сможет затвердеть только спустя 20 часов. Ускорить или замедлить процесс застывания способны вводимые в раствор добавки.

С помощью цемента обустраивают фундамент, штукатурят стены, делают стяжку пола. Каждая из этих операций требует приготовления различного цементного раствора, который в любом случае должен быть качественно приготовлен.

Тонкость помола. Чем меньше размер измельченных цементных частиц, тем быстрее раствор твердеет, и тем надежнее он будет в застывшем состоянии. Тонкость помола напрямую зависит от используемого для этого оборудования. Рекомендуемый размер частиц должен составлять от 40 до 80 мкм.

Сертификат соответствия

Сертификация цемента в России производится по ГОСТ 10178-85, 30515 97, но более часто по ГОСТ 31108-2003. Все крупные российские предприятия уже перешли на новый ГОСТ 31108-2003, который был принят в 2004 году. В нем прописаны более жесткие критерии качества цемента, а также его испытаний. Новые требования полностью соответствуют нормам европейского качества.

Чем отличается цемент от бетона

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора. Бетон — это застывший искусственный камень, состоящий из цемента, воды и наполнителей. В качестве наполнителей обычно используется гравий, песок, отсев, шлак, керамзит и другие материалы. До момента застывания бетон представляет собой подвижную бетонную смесь.

Цемент применяется не только в строительных и ремонтных работах. Если требуется что-то сделать основательным и крепким, без цемента не обойтись.

Класс прочности цемента и методы испытания на прочность

Согласно ГОСТ 31108-2003 такой термин как «марка цемента» преобразован в термин «класс прочности». Поэтому цифровая маркировка цемента и означает его класс прочности.

Испытания цемента на прочность выполняются в заводских лабораторных условиях с использованием современного оборудования и прогрессивных методов анализа. При этом определяются тонкость помола, густота разведенного водой цементного теста, сроки схватывания цементного раствора. Также определяется предел прочности на сжатие или изгиб затвердевших образцов.

Определение нормальной густоты цементного теста в виртуальной лаборатории:

Все о цементе от компании «АЛЬФА-СПК»

Цемент – связующее вещество при производстве бетонного раствора и других строительных смесей.

Многие люди путают понятия цемента и бетона.

Цемент это мелкий серый порошок, применяемый для производства бетона. Он также является компонентом раствора, который каменщики используют при укладке кирпича и камня, так же он входит в состав того цемента, материалы которого используются при строительстве дамб, мощения дорог, укладки водоемов и т.д.  

Производство цемента.

Процесс производства цемента начинается в известняковом карьере. Известняк расположенный близко к поверхности, имеет высокое содержание минералов, таких как: окись алюминия, кремний и железо, чем глубже известняк, тем он чище, в нем содержится меньше минералов и больше углекислого кальция. На заводах по производству цемента используют оба типа породы, что бы меняя пропорции, делать разные марки цемента.

Работники бурят отверстие в стене и закладывают в него мощное взрывчатое вещество. Для безопасности они отходят за пределы взрывной зоны, на расстояние более 50 метров. После произведенного взрыва, подъезжают автомобильные погрузчики, которые  загружают известняковую породу в грузовые самосвалы, отвозя руду на ближайшей завод по производству цемента.

Прибывшие на завод машины выгружают породу в первичную дробилку, которая  разбивает большие куски породы, на более мелкие кусочки. В такой дробилке постоянно разбрызгивается вода, для того, что бы, пыль не поднималась и не оседала и на желоб. Оттуда раздробленные камни по конвейеру поступают во вторичную дробилку. В ней они еще больше дробятся, уменьшаясь в размерах. Камни с высоким и низким содержанием углекислого кальция дробятся отдельно.

Далее наступает время перемешивания камней, соотношение которых, зависит от марки производимого цемента. Специальный перегружатель формирует кучки в необходимых пропорциях. Затем погрузчик загружает эту смесь в шлифовальную машину — вальцовую мельницу. В зависимости от минералов уже изначально имеющихся в пере дробленой породе на заводе еще добавляют такие минералы как кремний и железо. Для некоторых марок цемента нужна окись алюминия. Роллер равномерно смешивает и размельчает ингредиенты, образуя сухой порошок из камня, называемы каменной мукой. Далее этот порошок идет в подогреватель. На входе температура порошка 80 градусов Цельсия, за 40 секунд она достигает 800 градусов. Начинается процесс соединения минералов и превращения их в материал, затвердевающий при добавлении воды. В подогревателе имеется мгновенный кольценатор. Примерно через 5 секунд с помощью химической реакции он убирает из порошка 95% двуокиси углерода. Отделяется известь, которая является наиважнейшим элементом цемента. Оттуда порок направляется во вращающуюся печь – огромную цилиндрическую топку. Она установлена под углом, позволяющим порошку перемещаться сверху вниз на расстоянии 49 метров. Печь вращается со скоростью два оборота в минуту, чтобы материал двигался с нужной скоростью. Газовое пламя на дне топки нагревается до огромной температуры – 1700 градусов Цельсия. Когда температура порошка достигает 1500 градусов, он сплавляется в куски размером со стеклянные шарики – они называются клинкерами. При выходе клинкера из обжиговой печи, он охлаждается большими вентиляторами до 60-80 градусов Цельсия. Важно быстро остудить его, чтобы получить качественный цемент. Отсюда клинкер попадает в накопитель.

Последняя ступень производства цемента называется окончательным дроблением. В клинкер добавляется немного гипса. Точное количество зависит от марки производимого цемента. Гипс, замедляет время застывания цемента, поэтому до затвердения с ним можно работать около двух часов. Цементные дробилки или шаровые мельницы, называются так из-за находящихся в них металлических шариков. В самых крупных дробилках их около 150 тонн. При вращении дробилки, шары разбивают и измельчают клинкер и гипс до мелкого порошка. После всех произведенных процессов, получается готовый к применению цемент.

Доставка цемента осуществляется при помощи автомобилей-цементовозов (цементовозный прицеп) или железнодорожными платформами (вагон-цистерна) для перевозки цемента. Это позволяет сберечь от внешних воздействий качество и свойства цемента, а так же транспортировать его на большие расстояния.

Цена и стоимость цемента определяется исходя из нескольких составляющих. Во-первых, она зависит от марки или класса цемента, которые обозначают предел прочности на сжатие (простыми словами – прочность при сжатии). Чем выше марка или класс, тем выше прочность готового изделия. Во-вторых, цена так же зависит от сезона – в зимний период цена выше, так как производство цемента более энергозатратно. Так же зимой необходимо повышать морозостойкость цемента путем введения различных добавок, которые, несомненно, повлияют на стоимость продукции. И, в-третьих, цена зависит от конъюнктуры рынка – удаленности завода-производителя, сезонности, специфики региона, уровня его развития и прочих факторов.

Производство — ключевые производственные мощности группы Востокцемент

История спасского цемента началась в 1907 году во время строительства Транссибирской железнодорожной магистрали. Предприниматель Михаил Ратомский, обеспечивающий эту стройку цементом со своего заводика в Амурской области, перевез цементный завод на станцию Евгеньевка (нынче Спасск-Дальний), окрестности которой были богаты известняком и глинами. Завод Ратомского производил до 10 тыс. тонн цемента в год.

Производство цемента на спасской земле с первых дней было поставлено с размахом. После получения 13 июня 1907 года от Военного губернатора Приморской области Билета, на деньги частного капитала началось строительство корпусов завода.

Первый спасский цемент был изготовлен в августе 1908 года, и в первую очередь шел на казенное строительство – железную дорогу и Владивостокскую крепость.

В годы первой пятилетки (1929-1933) Дальнему Востоку требовалось много цемента, потому что регион превратился в огромную строительную площадку, поэтому было принято решение о строительстве в Спасске-Дальнем нового завода. Ему предназначалось стать технически совершенным промышленным гигантом с производственной мощностью 341 тысяча тонн цемента в год. Этот цементный завод стал первенцем социалистической индустрии на Дальнем Востоке. Он был торжественно пущен в эксплуатацию 1 марта 1935 года.

Спасским цементом обеспечивался весь регион. Он поставлялся на строительство укрепительных сооружений на границе, на Хасанскую железную дорогу, во Владивосток, Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре. В тарированном виде цемент шел морским путем на Сахалин, Камчатку, на строительство Норильского горно-металлургического комбината.

Во время Великой Отечественной войны завод не прекратил работу, хотя многие рабочие ушли на фронт. Выпуск цемента пришлось освоить женщинам и подросткам. Именно во время войны на Спасском цементном заводе была выпущена первая партия тампонажного цемента, использующегося в нефтедобывающей промышленности. В июне 1943 года был начат выпуск пуццоланового цемента марок «400» и «500», который был разработан с участием специалистов завода.

После войны на заводе началась борьба за наращивание выпуска продукции. Так Спасский цементный завод первым в стране перешел на сухую технологию, чем резко увеличил выпуск продукции.

Благодаря инициативе директора Г. В. Петросянца в мае 1956 года на заводе началось строительство первой в СССР вращающейся печи с циклонными теплообменниками.

В 1962 году производство цемента в СССР достигло уровня производства его в США, и вышло на первое место в мире. 31   декабря 1971 года в СССР была произведена 100-миллионная тонна цемента. В эти цифрах большая доля труда спасских цементников.

Заслуги перед страной были отмечены высокой наградой. 11 февраля 1971 года Указом Президиума Верховного Совета СССР за досрочное выполнение заданий восьмого пятилетнего плана, увеличение производства цемента и успехи в освоении новой системы получения клинкера по сухому способу СЦЗ был награжден орденом Октябрьской Революции.

Спасский цемент был одним из лучших, экспортируемых из СССР. В сентябре 1974 года государственная комиссия присвоила ему Знак качества.

Количество выпускаемого цемента росло из года в год, но все равно он был в дефиците. Уже в начале 1960-х годов в Приморье началось обсуждение о строительстве более мощного цементного завода. Его планировалось разместить в поселке Заводском под Артемом, так как с 1958 года там начал работать огромный завод железобетонных изделий. Но простая причина – отсутствие квалифицированных кадров, изменила эти намерения.

Новоспасский цементный завод (НСЦЗ) начали строить в 1971 году на южной окраине Спасска-Дальнего. Это было огромное событие и грандиозное по размаху строительство, объявленное всесоюзной комсомольской стройкой. Возводить гигант строительной индустрии прибыли три тысячи рабочих со всех уголков страны. Двадцать девять проектных институтов СССР готовили рабочие чертежи и конструировали оборудование. Его изготавливали на двести сорока девяти заводах, в том числе во Франции, ФРГ, США и Японии.

Новому заводу предстояло стать гигантом строительной индустрии. Для него специально конструировалось уникальное оборудование. Всего две печи имели производственную мощность 2,3 миллиона тонн цемента в год! Важной его особенностью стало использование высокопроизводительных крупных агрегатов на всех этапах производства. Впервые в стране здесь была установлена мельница «Аэрофол».

НСЦЗ стал одним из самых прогрессивных и технически совершенных предприятий цементной промышленности СССР. Первый цемент на заводе был изготовлен 30 сентября 1976 года.

В 2000 году состоялось второе рождение Новоспасского цементного завода, который возобновил свою работу после многолетнего простоя. Коллектив начал выпускать специальные виды цемента для дорожных и аэродромных покрытий, сульфатостойких, сульфатостойких тампонажных, безусадочный, для гидротехнического строительства. Потребителями продукции стали Приморский, Хабаровский края, Амурская область, большие объемы продукции пошли в европейские районы России. Спасский цемент применялся при изготовлении платформ международного проекта «Сахалин-2».

С 2000 года НСЦЗ вступил в эпоху глобальной модернизации. На предприятии активно внедряется оборудование лучших мировых производителей, обеспечивающее высокое качество продукции, усовершенствуется технология, улучшаются условия труда.

Качество спасского цемента соответствует российским и американским стандартам, имеет сертификаты. Разработка и внедрение новой продукции проходит в тесном сотрудничестве с ведущими научными отраслевыми институтами. С 2014 года завод АО «Спасскцемент» перешел на новый стандарт по цементу ГОСТ 31108-2003 (на данный момент 31108-2016) и уже начал отпуск продукции по данному ГОСТу.

Чтобы гарантировать потребителю высокое качество своей продукции, в 1999 году АО Спасскцемент совместно с ЗАО НТЦ начало разработку системы менеджмента качества, и уже в 2000 году система была сертифицирована Американским нефтяным институтом. С 2022 года АО Спасскцемент имеет сертификат системы качества от органа по сертификации «CERT INTERNATIONAL» s. r.o. Ежегодно на предприятии проходит международный аудит, в ходе которого проверяется соответствие требованиям стандарта ISO 9001:2015. Система менеджмента качества помогает высшему руководству АО Спасскцемент более гибко реагировать на потребности рынка и удовлетворять потребности и ожидания потребителей цемента.

Политика в области качества АО «Спасскцемент» на 2023 год
  
Сообщения о проведении общих собраний акционеров
 
Раскрытие информации эмитентом ценных бумаг на сайте информационного агентства, уполномоченного федеральным органом исполнительной власти по рынку ценных бумаг на осуществление распространения информации, раскрываемой на рынке ценных бумаг
 
Раскрытие информации о передачи электроэнергии

Производство цемента | Американское литейное общество

Что такое портландцемент?

Многие путают термины «цемент» и «бетон». Портландцемент — это промышленный продукт, который входит в состав различных бетонных изделий. Портландцемент продается в виде тонкого порошка, который смешивают с водой и заполнителями для получения бетона на портландцементе (PCC). Портландцемент состоит из силикатов кальция, алюминатов кальция, алюмоферритов кальция и обычно небольшого количества гипса. Когда к цементу добавляется вода, минералы кальция гидратируются и образуют гель. Этот гель скрепляет заполнитель в бетоне.

Существует восемь типов портландцемента, каждый из которых имеет особое назначение и химические требования. Производственный процесс, однако, по существу такой же и является продуктом работы в печи. Производство цемента представляет собой двухэтапный процесс. Такие материалы, как известняк, содержащие оксид кальция, смешивают с материалами из кремнезема и глинозема, такими как песок, сланец или глина. Сырье обычно сушат и измельчают, а затем смесь нагревают во вращающейся печи для образования клинкера. Затем клинкер смешивают с гипсом и другими материалами и измельчают в мелкий порошок (сито 200 меш), известный как портландцемент.

Как литейный песок используется в производстве портландцемента?

Литейный песок считается «альтернативным материалом», которым можно заменить первичное сырье. Сырье, используемое в производстве портландцемента, должно содержать соответствующие пропорции оксида кальция, кремнезема, глинозема и оксида железа. Смеси портландцемента обычно содержат 10-12% кремнезема по весу и оксиды алюминия и железа (2-5% по весу). Эти минеральные компоненты являются важными компонентами большинства формовочных смесей, поэтому они могут заменить первичные минералы. Согласно опросу, проведенному Portland Cement Association в 2008 году, 13 цементных печей в стране использовали формовочный песок. Измельченный ваграночный шлак также может быть использован в качестве сырья для производства цемента.

Как ведет себя портландцемент при использовании литейного песка?

Портландцемент, изготовленный из литейного песка, соответствует всем требованиям к качеству и характеристикам портландцемента, изготовленного исключительно из первичных материалов. Исследование, проведенное Американским литейным обществом, показало, что портландцемент, изготовленный из литейного песка, может иметь более высокую прочность на сжатие, чем портландцемент, изготовленный из обычного сырья.

Литейный песок используется в качестве производственного сырья при производстве портландцемента. Разные типы портландцемента имеют разные химические и физические требования из-за различного применения цемента. Стандарт ASTM C-150, Стандартная спецификация для портландцемента, определяет различные типы портландцемента.

Какие технические проблемы связаны с литейным песком в производстве портландцемента?

Химическая консистенция формовочных песков важнее физических характеристик при определении пригодности для производства портландцемента. Содержание кремнезема в формовочных песках превышает минимальное содержание кремнезема в 80%, которое требуется для печей для обжига портландцемента, а присутствие других элементов, таких как железо и алюминий, является преимуществом. Содержание глины в формовочном песке может быть проблемой, если оно создает проблемы с текучестью в цементных печах с влажными процессами смешивания сырья.

Хотя формовочный песок может быть отличным сырьем для производства портландцемента, транспортные расстояния могут стать препятствием для получения большего количества формовочного песка для печей для обжига портландцемента. В Соединенных Штатах всего 118 печей для обжига цемента, некоторые из которых владеют прилегающими карьерами, где известняк и другие первичные заполнители перерабатываются для производства цемента.

Существуют ли какие-либо конкретные вопросы ОК/КК, о которых должны знать поставщики и/или конечные пользователи?

Просеянный формовочный песок может быть желательным сырьем для производства цемента, если расстояния транспортировки не препятствуют его использованию. Системы подачи в печь предназначены для работы с гранулированными материалами, а просеянный литейный песок уже является мелким заполнителем. Это означает, что использование литейного песка позволяет избежать затрат и воздействия на окружающую среду, связанного с измельчением другого сырья.

Формовочный песок, предназначенный для цементной печи, должен быть просеян, чтобы в нем не было мусора, осколков керна, случайного металла и посторонних материалов. Брызги металла, в частности, могут повредить системы подачи печи. Остывшие керны можно измельчать и смешивать с другими потоками песка при условии сохранения химической консистенции. Следует избегать формовочных песков с силикатным натрием, поскольку этот конкретный тип вяжущего меняет химический состав цемента. Самым большим недостатком увеличения использования формовочного песка в производстве цемента является постоянное получение необходимого количества просеянного песка.

Существуют ли какие-либо особые экологические проблемы, связанные с использованием литейного песка в портландцементе?

Ассоциация портландцемента разработала программу, направленную на то, чтобы сделать производство и использование портландцемента более устойчивым. Использование формовочного песка в процессе производства портландцемента помогает создать более экологичный продукт. Для удовлетворения спроса на портландцемент требуется огромное количество сырья, содержащего известь, кремнезем, глинозем и оксид железа. Производство цемента является очень энергоемкой промышленной деятельностью. В дополнение к сокращению использования первичных материалов, использование литейного песка экономит энергию за счет отказа от добычи, дробления и измельчения первичных сырьевых материалов до размера зерен.

Нажмите на ссылки ниже для получения дополнительных ресурсов и информации о цементе.

Portland Cement Association
http://www.cement.org/manufacture/

• Отчет PCA об экологически безопасных методах производства
  http://www.cement.org/docs/default-source/fc_cemmanuf_pdfs/manufacturing /sustainreport11_final.pdf

Цемент – Анализ – IEA

Ведущие авторы
Дэвид Ходжсон
Пол Хьюз

Авторы
Тиффани Васс

IEA (2022), Cement , IEA, Paris https://www. iea.org/reports/cement, Лицензия: CC BY 4.0

• Поделиться в Твиттере Твиттер
• Поделиться на Facebook Facebook
• Поделиться в LinkedIn LinkedIn
• Поделиться по электронной почте Электронная почта
• Поделиться при печати Печать

Выбросы CO2

Сокращение выбросов CO ₂ при одновременном производстве достаточного количества цемента для удовлетворения спроса будет сложной задачей. Ожидается возобновление роста спроса, поскольку замедление активности в Китае компенсируется расширением на других рынках. Кроме того, с 2015 года интенсивность выбросов при производстве увеличилась, в основном из-за более высокого глобального отношения клинкера к цементу, хотя в последнее время темпы роста замедляются.

Выбросы цемента продолжают расти — необходимы дополнительные инвестиции для разработки и внедрения новых технологий, чтобы соответствовать сценарию Net Zero 

Интенсивность прямых выбросов при производстве цемента в сценарии Net Zero, 2015-2030 гг.

Ключевые стратегии по сокращению выбросов углерода при производстве цемента включают повышение энергоэффективности, переход на топливо с более низким содержанием углерода, повышение эффективности использования материалов (для снижения отношения клинкера к цементу и общего спроса) и продвижение инновационных способов производства с практически нулевым уровнем выбросов. Последние два вносят наибольший вклад в прямое сокращение выбросов в сценарии чистого нуля. Согласование с этим сценарием потребует разработки и развертывания технологии, которая в настоящее время недоступна. Поскольку это может занять некоторое время, соответствующие инвестиции в течение следующего десятилетия будут иметь решающее значение для обеспечения соответствия выбросов цемента сценарию Net Zero.

Энергия

Во всем мире теплоемкость и электроемкость производства цемента за последние десятилетия постепенно снижались по мере того, как печи сухого способа, включая ступенчатые подогреватели и предкальцинаторы (считающиеся самой современной технологией), заменяли печи мокрого способа, а также развернуто более эффективное шлифовальное оборудование. Согласно оценкам, глобальная теплоемкость клинкера оставалась относительно неизменной в течение последних пяти лет и составляла 3,4–3,5 ГДж/т.

Теплоемкость должна значительно снизиться, а использование биоэнергии должно увеличиться, чтобы цемент соответствовал сценарию Net Zero

Глобальная теплоемкость и расход топлива при производстве клинкера в сценарии Net Zero, 2015-2030 гг.

В сценарии Net Zero теплоемкость производства клинкера снижается чуть менее чем на 1% в год до среднемирового уровня около 3,3 ГДж/т, а электроемкость производства цемента в целом снижается до менее 95 кВтч/т (по сравнению с примерно 105 кВтч/т сегодня), без учета дополнительной энергии, необходимой для технологий сокращения выбросов, таких как улавливание и хранение углерода (CCS).

Ископаемые виды топлива по-прежнему обеспечивают большую часть энергии в цементном секторе, при этом биоэнергия и отходы на основе биомассы составляют лишь около 4% тепловой энергии, используемой в 2021 году. Доля биоэнергии и возобновляемых отходов значительно вырастет до 14% в 2030 году в сценарии Net Zero. Между тем, доля отходов на основе ископаемого топлива (таких как пластик, отработанное масло и промышленные отходы на основе ископаемого топлива) остается на уровне около 5% от использования топлива, примерно на том же уровне, что и в 2021 году. 

Активность

В 2021 году было произведено около 4 300 млн тонн цемента, поскольку отрасль восстанавливается после небольшого спада в 2020 году. Китай внес наибольший вклад в мировое производство, на его долю приходится около 55% от общего объема, за ним следует Индия с 8%.

Производство цемента в последние годы оставалось относительно стабильным – в сценарии Net Zero эта тенденция сохраняется благодаря политике повышения эффективности использования материалов

Мировое производство цемента в сценарии Net Zero, 2010–2030 гг.

Производство в Китае, вероятно, сократится в долгосрочной перспективе, но ожидается его увеличение в Индии, других развивающихся странах Азии и Африке по мере развития инфраструктуры этих регионов. Прогнозируется, что это увеличение более чем компенсирует спад в Китае, что приведет к росту мирового производства цемента до 2030 года по базовой траектории.

Это отличается от сценария Net Zero, в котором мировое производство цемента остается относительно неизменным до 2030 года благодаря более эффективному использованию материалов и альтернативным строительным материалам. Действия по снижению спроса на цемент включают оптимизацию использования цемента в бетонных смесях, более эффективное использование бетона, минимизацию отходов в строительстве и максимальное увеличение расчетного срока службы зданий и инфраструктуры.

Развертывание технологий

Клинкер является основным компонентом цемента, и его количество прямо пропорционально выбросам CO ₂ , образующимся при производстве цемента в результате как сжигания топлива, так и разложения известняка в процессе производства клинкера. По оценкам, с 2015 по 2020 год глобальное отношение клинкера к цементу увеличивалось в среднем на 1,6% в год, достигнув примерно 0,72 в 2020 году; это увеличение было основной причиной увеличения прямого CO ₂ интенсивность производства цемента за период.

Наоборот, отношение клинкера к цементу падает на 1,0% в год до среднемирового значения 0,65 к 2030 году в сценарии Net Zero из-за более широкого использования смешанных цементов и заменителей клинкера. В долгосрочной перспективе заменители клинкера, изготовленные из широкодоступных материалов, таких как кальцинированная глина в сочетании с известняком, станут более важными, поскольку декарбонизация других секторов снижает доступность промышленных побочных продуктов, которые в настоящее время используются в качестве альтернативы, таких как летучая зола от угольных электростанций и измельченный гранулированный доменный шлак сталелитейного сектора.

Соотношение клинкера и цемента в мире за последние годы увеличилось — для реализации сценария Net Zero

Развертывание CCS в сценарии Net Zero, 2015–2030 гг.

Другая технология, которая широко применяется в сценарии Net Zero, — это CCS. Улавливая около 0,1 млн тонн выбросов цемента сегодня, развертывание CCS должно резко увеличиться в течение десятилетия, а к 2030 году — почти 180 млн тонн.  

Инновации

Для сокращения выбросов при производстве цемента необходимы технологические инновации. УХУ, вероятно, сыграет решающую роль в обезуглероживании цемента, поскольку позволит улавливать технологические выбросы. Альтернативы могут включать производство клинкера из некарбонатных источников, чтобы полностью избежать этих выбросов. Среди достижений прошлого года: планируется ввести в эксплуатацию в 2023 г. Другие проекты CCS продолжают развиваться, в том числе Norcem Brevik, использующий химическую абсорбцию, который планируется ввести в эксплуатацию к 2024 г. 

Компания Brimstone, базирующаяся в США, объявила о разработке нового процесса производства цемента с использованием извести из силикатных пород вместо известняка, что позволило бы избежать образования технологических выбросов в процессе обжига и производить магний- на основе отходов, которые могут даже поглощать выбросы от сжигания топлива. Компания сообщает, что этот процесс будет дешевле, чем традиционные методы производства, и химически идентичен обычному портландцементному клинкеру. Процесс находится на относительно ранней стадии разработки — в лаборатории было произведено около 1 кг — но в 2022 году они объявили о планах построить первый в своем роде демонстрационный завод в Соединенных Штатах.

Чтобы реализовать сценарий Net Zero, технологии производства цемента с практически нулевым уровнем выбросов должны быть коммерциализированы до 2030 года. например, минимизация потребности в энергии для улавливания CO ₂ .

Продвигаются низкоуглеродные инновации благодаря значительным недавним разработкам в области CCS, электрических печей и альтернативных процессов производства клинкера

Вспомогательная инфраструктура

Поскольку CSS, вероятно, будет играть важную роль в сокращении выбросов при производстве цемента, правительства должны планировать строительство инфраструктуры для транспортировки и хранения уловленного CO ₂ , поскольку отсутствие вспомогательной инфраструктуры может значительно замедлить внедрение технологий и эффективность. Трубопроводы уже являются наиболее распространенным способом транспортировки CO ₂ , и это, вероятно, будет продолжаться. Важным первым шагом для правительств будет получение общественной поддержки для строительства этих трубопроводов, а также CO ₂ складских помещений, чтобы обеспечить безотлагательное развертывание в будущем. Поскольку использование ископаемого топлива в сценарии Net Zero, по прогнозам, сократится, правительства со значительной нефтегазовой инфраструктурой могут также захотеть изучить возможность перепрофилирования трубопроводов для транспортировки CO ₂ .

Потребуются значительные инвестиции в расширение инфраструктуры CO2 для реализации сценария Net Zero

Политика

Многие штаты ввели политику, касающуюся промышленных выбросов в целом, что более подробно обсуждается на странице отслеживания МЭА для промышленности. Важные изменения для цемента включают следующее:  

Выбросы цемента регулируются схемами ценообразования в ряде юрисдикций, включая Европейский Союз (вместе с Европейской ассоциацией свободной торговли), Канаду и Корею. Совсем недавно Китай, на долю которого в 2020 г. приходится более половины мирового производства цемента, объявил, что установит цену на выбросы цемента, возможно, уже в 2023 г. 

Европейский союз находится в процессе разработки механизма корректировки углеродных границ для отраслей промышленности, включая цемент, который будет применять тарифы на товары с интенсивными выбросами из иностранных юрисдикций со слабой или отсутствующей политикой выбросов, чтобы ограничить утечку углерода и стимулировать более сильные меры по выбросам в зарубежных странах.

Франция и Япония недавно выпустили дорожные карты по обезуглероживанию цементного сектора, установив конкретные цели по обезуглероживанию и наметив конкретные шаги по обезуглероживанию своих цементных секторов. Французский план предусматривает сокращение выбросов на 35 % к 2030 году. В 2015 году Великобритания выпустила дорожную карту обезуглероживания цемента. 

Многие страны начинают уделять больше внимания проблемам обезуглероживания цемента

Международное сотрудничество

Разработчики политики все больше координируют свою работу для решения проблем, связанных с декарбонизацией цементной и бетонной промышленности, включая угрозу утечки углерода и потребность в дополнительных инвестициях в разработку и внедрение экологически чистых технологий. Важным событием в 2021 году стала COP26, на которой Великобритания и Индия возглавили инициативу Министерства чистой энергетики по глубокой промышленной декарбонизации, направленную на поощрение государственных закупок стали и бетона с низким уровнем выбросов с целью создания рынка для этих товаров.

Расширение международного сотрудничества обнадеживает, но предстоит еще много работы

Стратегии частного сектора

Ряд организаций выпустили планы по достижению нулевого уровня выбросов к 2050 году. Наиболее примечательной является Глобальная ассоциация производителей цемента и бетона (GCCA), чьи компании-члены несут ответственность за 40% мирового производства цемента (80% за пределами Китая), установив цель достижения нулевого уровня выбросов к 2050 году. Европейская ассоциация производителей цемента выпустила собственную дорожную карту выбросов, к которой присоединились несколько национальных ассоциаций, включая Великобританию, Индию, Бразилию и Ассоциацию портландцемента США.

Разработаны программы, помогающие повысить энергоэффективность производства цемента на пути к появлению прорывных технологий, в том числе Программа анализа пробелов и поддержки в области оценки предприятий (PEGASUS) и база данных отчетов GNR Глобальной ассоциации цемента и бетона для использования в бенчмаркинг. Другие программы нацелены на инновации, например, программы Innovandi GCCA.

Инициатива ConcreteZero компании Climate Group, которая была запущена 5 июля 2022 года с участием 17 фирм, объединяет ведущие компании для создания рынка бетона с почти нулевым уровнем выбросов, при этом участники обязуются закупать бетон с низким уровнем выбросов 30% к 2025 году и 50% к 2030 году. Коалиция первопроходцев — группа компаний, использующих свою покупательную способность для создания ранних рынков инновационных чистых технологий, — также планирует выступить с инициативой по обезуглероживанию бетона на COP27 в Египте.

Вместо того, чтобы реагировать на политику правительства, многие крупные производители цемента и отраслевые ассоциации берут на себя ответственность

Рекомендации для политиков

Как и в промышленности в целом, обезуглероживание цемента потребует множества мер, в том числе:

• Принятие обязательного CO ₂ политик , охватывающих промышленность, предпочтительно в рамках международного сотрудничества. На национальном уровне это может включать цены на углерод и коммерческие стандарты с низким уровнем выбросов, в то время как корректировки углеродных границ или международные отраслевые соглашения могут рассматриваться для ограничения утечки углерода.
• Управление существующими активами и краткосрочные инвестиции для обеспечения плавного перехода к энергетике (обязательный переход на технологию с почти нулевым уровнем выбросов, чтобы избежать проблем с активами).
• Максимальное повышение энергоэффективности за счет ускорения прогресса в области энергоэффективности, вторичной переработки и эффективности материалов. Этому может способствовать внедрение наилучших доступных технологий и стратегий эффективного использования материалов.
• Увеличение инвестиций и финансирования НИОКР и внедрения низкоуглеродных технологий необходим для обезуглероживания промышленных выбросов, включая инвестиции в CCS и клинкеры на основе альтернативного сырья в случае цемента. Важны как прямая поддержка, так и механизмы, мобилизующие частное финансирование.
• Инвестирование и планирование вспомогательной инфраструктуры , в том числе CO ₂ транспорт и хранение.
• Совершенствование систем сбора, отслеживания и классификации данных , где важны как участие отрасли, так и координация со стороны правительства.

Продвижение комплексной амбициозной политики по сокращению выбросов в промышленности

Рекомендации для политиков и частного сектора

Более широкому внедрению альтернативных видов топлива можно способствовать, перенаправляя отходы со свалок на цементную промышленность и координируя поставки биомассы из устойчивых источников в разных секторах, чтобы обеспечить конкурентоспособный по стоимости доступ к производству цемента.

В долгосрочной перспективе широко доступные заменители клинкера и дополнительные заменители вяжущих материалов, такие как кальцинированная глина в сочетании с известняком, станут более важными, поскольку декарбонизация производства электроэнергии и производства чугуна и стали снизит доступность этих промышленных побочные продукты. Правительствам следует пересматривать и пересматривать соответствующие строительные нормы, политику закупок и стандарты, чтобы гарантировать, что предписывающие требования не являются препятствием для максимального использования заменителей клинкера.

Расширение использования альтернативных видов топлива и заменителей клинкера

Создание спроса на цемент с почти нулевым уровнем выбросов будет иметь решающее значение. Цемент имеет особую потребность в политике, которая стимулирует использование клинкера с почти нулевым уровнем выбросов, в отличие от более широкой политики, которая могла бы вместо этого поощрять переход на другие материалы или использование цемента только с постепенным сокращением выбросов и, таким образом, не закладывая основу для производства с почти нулевым уровнем выбросов. в долгосрочной перспективе. Это важно, поскольку в мире с нулевыми выбросами потребуется значительное количество клинкера, поскольку цемент очень трудно перерабатывать, заменители клинкера могут составлять лишь около половины цемента для большинства применений, а альтернативные вяжущие, которые могут полностью заменить клинкер, либо на самых ранних стадиях разработки, либо могут использоваться только в определенных приложениях.

Кроме того, остаются значительные препятствия для разработки необходимых технологий, строительства заводов и создания цепочек поставок для производства клинкера, поэтому необходима целенаправленная поддержка. Примерами могут служить политика государственных закупок, в которой конкретно указывается, что часть цемента должна поступать из производства клинкера с практически нулевым уровнем выбросов, или предварительные рыночные обязательства, гарантирующие закупку цемента с практически нулевым уровнем выбросов. Углеродные контракты на разницу также могут сыграть свою роль.

Внедрение стратегий по созданию спроса на цемент с почти нулевым уровнем выбросов для стимулирования дальнейшего развития и внедрения

Дополнительные ресурсы

Благодарности

• Роб ван дер Меер, CEMBUREAU, обозреватель
• Нур Амрани, FLSmidth, обозреватель
• Коди Финке, Brimstone, обозреватель

Связанные отрасли и технологии

Исследователи данных

Все обозреватели данныхcircle-arrow

• набор данных карты

Ссылки

1. Геологическая служба США, статистика и информация по цементу, https://www. usgs.gov/centers/nmic/cement-statistics-and-information 

2. GCCA (Всемирная ассоциация производителей цемента и бетона), Правильные расчеты, https://gccassociation.org/sustainability-innovation/gnr-gcca-in-numbers/  

Геологическая служба США, статистика и информация по цементу, https://www.usgs.gov/centers/nmic/cement-statistics-and-information 

GCCA (Всемирная ассоциация производителей цемента и бетона), Правильные расчеты, https://gccassociation.org/sustainability-innovation/gnr-gcca-in-numbers/  

Отслеживание прогресса в области чистой энергетики

Оценка важнейших энергетических технологий для глобального перехода к экологически чистой энергии

Сократите выбросы углерода и токсичных веществ, сделайте цемент чистым и экологичным

Экспертный блог › Вина Сингла Саша Сташвик

18 января 2022 г. Вина Сингла Саша Сташвик

Декарбонизация цементных заводов является важной частью достижения наших целей в области защиты окружающей среды. Цемент является ключевым компонентом бетона, который является наиболее широко используемым искусственным материалом на планете, и практически не имеет жизнеспособных альтернатив. Цемент невероятно грязен в производстве: хотя он составляет всего 10-15% массы бетона в обычной смеси, на его долю приходится до 90% выбросов парниковых газов (ПГ) (рис. 1).

Рис. 1. Слева показан процесс производства бетона, а справа показаны выбросы парниковых газов из бетона, из которых 90 % приходится на цемент и 10 % — на заполнители и другие материалы, а также на разработку карьеров, транспортировку и подготовку сырья.

Источник: Carbon 180

Если бы цементная промышленность была страной, она занимала бы четвертое место в мире по объему выбросов парниковых газов, уступая только Китаю, США и Индии, на долю которых приходится примерно 7-8% мирового выброса CO ₂ загрязнение (рис. 2). Если мы не предпримем шаги по обезуглероживанию цемента, это число, вероятно, увеличится, поскольку спрос на бетон продолжает расти.

Рисунок 2: Доля мировых выбросов CO2, связанных с производством цемента (данные за 2017 г.).

Источник: McKinsey

При производстве цемента также выделяется много опасных загрязнителей воздуха, которые наносят вред здоровью; Цементная промышленность является третьим по величине источником промышленных загрязнений воздуха, таких как двуокись серы, оксиды азота (NOx) и окись углерода.

Проще говоря, очистка цементной промышленности имеет решающее значение для достижения наших целей в области климата и здоровья. Но, в отличие от двигателя внутреннего сгорания, у цемента нет доступной замены, которая могла бы масштабироваться достаточно быстро, чтобы соответствовать требованиям чрезвычайной климатической ситуации. Таким образом, хотя сокращение портландцемента и замена его существующими и появляющимися альтернативами может и должно быть приоритетом, наша зависимость от этого материала не только сохранится, но и, вероятно, возрастет в ближайшие десятилетия — сроки, наиболее важные для борьбы с изменением климата, — по мере урбанизации и обновления инфраструктуры. нарастить. Поэтому крайне важно, чтобы мы поддерживали инновации, которые помогают производителям цемента адаптироваться к чистому будущему.

Хорошей новостью является то, что импульс растет в штатах и ​​на федеральном уровне, поскольку законодатели ищут разумные подходы к ограничению выбросов от производства цемента и используют покупательную способность правительства для расширения рынков более чистых альтернатив. Обязательства отрасли по углеродной нейтральности и дорожные карты также распространяются. Хотя некоторые из стратегий обезуглероживания, которые используют некоторые производители цемента, весьма проблематичны с точки зрения окружающей среды и/или здоровья, это говорит о том, что отрасль знает, что должна сформулировать план по борьбе с выбросами.

По мере того, как эти усилия продвигаются вперед, важнейший принцип, за который выступает NRDC, заключается в том, что снижение углеродного загрязнения от цемента не должно происходить за счет местного загрязнения.

Почему при производстве цемента так много углерода: горение и технологические выбросы.

На два аспекта процесса производства портландцемента приходится огромная доля его углеродного следа. Цемент в основном производится путем сжигания ископаемого топлива, такого как уголь и нефтяной кокс, в цементных печах, похожих на большие печи, для нагревания известняка (сырья) до очень высоких температур (~2640°F/1500·9).0358 или С). Тепло вызывает химическую реакцию, которая превращает известняк в клинкер, который затем измельчается вместе с гипсом для образования цемента. Выбросы от сжигания топлива составляют примерно 40 % выбросов CO ₂ в течение жизненного цикла цемента (часто называемых воплощенными выбросами) (рис. 3). Остальные ~60% являются результатом неизбежной химической реакции (прокаливания), происходящей при нагревании известняка, в результате которой из карбоната кальция в известняке выделяется CO ₂ .

Рисунок 3. Источники выбросов CO2 в цементной промышленности Калифорнии в 2015 г.

Источник: Global Efficiency Intelligence

Опасные загрязнители, в том числе загрязнители воздуха и ртуть, также выбрасываются в выбросы, связанные как с топливом, так и с выбросами, связанными с технологическими процессами. Эти загрязнители связаны с преждевременной смертью, неврологическими проблемами, астмой и другими респираторными заболеваниями.

Некоторые альтернативные виды топлива, продвигаемые промышленностью, обходятся жителям неприемлемо дорого.

Среди рычагов, часто упоминаемых для декарбонизации цементной промышленности, переход на твердые отходы топлива для замены ископаемого топлива в цементных печах. К сожалению, эти альтернативы, часто называемые цементной промышленностью «низкоуглеродными», включают пластик и твердые отходы, такие как шины (иногда называемые «топливом, полученным из шин»), которые выделяют очень опасные токсичные загрязнения.

Независимо от того, что сжигается, сжигание отходов создает и/или выделяет вредные химические вещества и загрязнители, включая загрязнители воздуха, такие как вызывающий рак бензол, PFA, диоксины и твердые частицы, а также тяжелые металлы, такие как свинец и ртуть, которые вызывают неврологические заболевания, как обсуждают здесь наши коллеги. Эти химические вещества и загрязняющие вещества попадают в воздух, воду и продукты питания вблизи мусоросжигательных заводов и попадают в организм людей, когда они вдыхают, пьют и едят загрязняющие вещества.

Сообщества десятилетиями боролись с токсичным загрязнением от цементных заводов, и NRDC утверждает, что снижение выбросов углерода может и должно быть достигнуто без увеличения токсического загрязнения. По этим причинам NRDC выступает против использования в качестве топлива для декарбонизации цементных печей топлива, которое выделяет токсичные загрязнения, включая пластик и другие отходы.

Ключевым решением для обезуглероживания цемента является сжигание меньшего количества

Помимо отказа от перехода на другие токсичные виды топлива, статус-кво сжигания газа и угля также является токсичным. Вот почему NRDC выступает за:

1. Использование меньшего количества цемента — например, за счет снижения чрезмерной спецификации цемента в бетонных смесях и поощрения использования дополнительных вяжущих материалов, таких как пуццоланы из молотого стекла, для частичной замены цемента в бетонных смесях;
2. Сделать печи для обжига цемента более эффективными, чтобы они потребляли меньше топлива; и
3. Окончательный переход на действительно более чистые виды топлива — например, электрификация из возобновляемых источников, если и где это возможно, а также зеленый водород.

Кроме того, NRDC поддерживает политику, направленную на то, чтобы цементные заводы могли получить доступ к набору передовых технологий для сведения к нулю своих выбросов, включая варианты улавливания, утилизации и хранения углерода, как мы обсуждаем здесь. Улавливание углерода в цементе — это не способ продлить сжигание грязного ископаемого топлива, которое можно заменить, а способ уменьшить большую часть технологических выбросов, которые невозможно уменьшить иным образом для материала, на который мы полагаемся.

Сжигание отходов не является хорошим способом уменьшить загрязнение климата цементом или справиться с потоками пластиковых отходов.

Реальные решения по обращению с пластиковыми отходами должны быть сосредоточены на сокращении отходов в источнике, производстве меньшего количества пластика и использовании эффективных и проверенных методов механической и органической переработки, а не стимулировании сжигания этих материалов.

NRDC поддерживает четыре направления деятельности по сокращению загрязнения пластиком:  

1. Устранение проблемных и ненужных пластиков, таких как одноразовые пластики;
2. Инновации и масштабирование моделей повторного использования и заправки;
3. Создание нетоксичных материалов для замены пластика, полученного из ископаемого топлива; и
4. Масштабируйте проверенные решения по механической переработке или компостированию.

Типовая политика обезуглероживания цемента и бетона должна снизить токсическое загрязнение парниковыми газами

Поскольку правительства штатов и федеральные правительства являются такими крупными покупателями бетона, политика государственных закупок является мощным способом создания спроса на низкоуглеродистый бетон и, в более широком смысле, стимулирования использования цемента с меньшим и меньшим содержанием углерода. Законодательные собрания многих штатов приняли или активно обсуждают законы о закупках низкоуглеродистого бетона для строительных проектов, финансируемых государством, включая Калифорнию, Нью-Йорк, Нью-Джерси, Колорадо и Вирджинию. Ключевым принципом в этой работе должен быть запрет на включение цемента, произведенного с использованием грязного топлива, в государственные спецификации низкоуглеродистого бетона, другими словами, на получение «зеленого» кредита за изменения, которые могут снизить выбросы парниковых газов, но увеличить местное загрязнение воздуха.

Но политика закупок со стороны спроса — не единственный рычаг, доступный для политиков, стремящихся решить проблему воздействия цементной промышленности на климат и здоровье населения. NRDC будет продолжать выступать за пакет политик, который включает стимулы для сокращения выбросов углерода в готовых бетонных смесях; стандарты для прямой декарбонизации цементной промышленности в соответствии с государственными и национальными целями в области климата; и обязывает предотвращать увеличение вредного загрязнения.

Например, в 2021 году в Калифорнии был принят новый закон, который не только направлен на достижение нулевых выбросов парниковых газов, связанных с цементом, используемым в Калифорнии не позднее 2045 года, но также требует улучшения качества воздуха и поддержки экономического развития и развития рабочей силы для поселения возле цементных заводов. Другие штаты-лидеры в области климата, такие как Нью-Йорк, должны последовать этому примеру в этом году, демонстрируя беспроигрышную выгоду для климата и общественного здравоохранения.

Хотите вступить в бой? Мы нанимаем.

Поддержите нашу работу

Присоединяйтесь к нам

Когда вы зарегистрируетесь, вы станете членом сети активистов NRDC. Мы будем держать вас в курсе последних предупреждений и отчетов о ходе работы.

Изменение климата: массивный эмиттер CO2, который вы, возможно, не знаете, около

• Опубликовано

  17 декабря 2018 г.

Изображение изображение, Getty Images

By Lucy Rodgers

BBC News

5

Но, несмотря на то, что цемент — ключевой компонент бетона — сформировал большую часть нашей застроенной среды, он также имеет огромный углеродный след.

По данным аналитического центра Chatham House, цемент является источником около 8% мировых выбросов углекислого газа (CO2).

Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов в мире после Китая и США. Он производит больше CO2, чем авиационное топливо (2,5%), и ненамного отстает от глобального сельскохозяйственного бизнеса (12%).

Лидеры цементной промышленности прибыли в Польшу на конференцию ООН по изменению климата — COP24, чтобы обсудить пути выполнения требований Парижского соглашения об изменении климата. Для этого к 2030 году ежегодные выбросы от цемента должны сократиться как минимум на 16%. И что мы можем с этим поделать?

Во славу бетона

Являясь основным строительным материалом для большинства многоэтажек, автостоянок, мостов и плотин, бетон, по мнению ненавистников, позволил построить одни из худших архитектурных бельмов на глазу в мире.

В Великобритании это помогло массированной волне застройки после Второй мировой войны — по большей части это все еще разделяет мнения — с несколькими крупными городами страны, такими как Бирмингем, Ковентри, Халл и Портсмут, в значительной степени определяется бетонными конструкциями от этого толчка здания.

Бирмингем известен своими бетонными конструкциями

Но именно из бетона существуют одни из самых впечатляющих зданий в мире.

Сиднейский оперный театр, Храм Лотоса в Дели, Бурдж-Халифа в Дубае, а также великолепный Пантеон в Риме, который может похвастаться самым большим в мире бетонным куполом без опоры, — все они обязаны своей формой материалу.

Источник изображения, Getty Images

Неармированный бетонный купол Пантеона в Риме до сих пор не превзошел по размеру

Смесь песка и гравия, цементного вяжущего и воды, бетон так широко используется архитекторами , инженеров-строителей, девелоперов и строителей, потому что это исключительно хороший строительный материал.

«Он доступен по цене, его можно производить практически где угодно, и он обладает всеми необходимыми конструктивными качествами, необходимыми для создания долговечного здания или инфраструктуры», — объясняет Феликс Престон, заместитель директора по исследованиям в Департаменте энергетики, окружающей среды и ресурсов. в Чатем-Хаусе.

• Битва за то, чтобы обуздать наш аппетит к бетону
• Скрытые преимущества нелюбимого бетона
• Иллюзия бетона Британия

Несмотря на известные проблемы долговечности с использованием стальной арматуры, которая может расколоть бетон изнутри, он все еще остается популярные материалы по всему миру.

«Строительство без бетона хотя и возможно, но сложно», — говорит г-н Престон.

Рост цементной промышленности

Именно эти непревзойденные качества бетона помогли увеличить мировое производство цемента с 1950-х годов, при этом на Азию и Китай приходится основная часть роста с 1990-х годов.

Производство увеличилось более чем в тридцать раз с 1950 года и почти в четыре раза с 1990 года. В период с 2011 по 2013 год Китай использовал больше цемента, чем США за весь ХХ век.

Но с учетом того, что потребление в Китае в настоящее время, похоже, стабилизировалось, ожидается, что наибольший рост в строительстве в будущем произойдет на развивающихся рынках Юго-Восточной Азии и Африки к югу от Сахары, что обусловлено быстрой урбанизацией и экономическим развитием.

Согласно прогнозам исследователей Chatham House, в ближайшие 40 лет площадь зданий в мире удвоится, а к 2030 году производство цемента должно увеличиться на четверть.

Бетон имеет долгую историю Библиотека

Хотя многие из нас считают, что бетон появился в наших городах не так давно, архитекторы и строители на самом деле тысячелетиями использовали вяжущие вещества, подобные цементу.

Считается, что самое раннее использование было более 8000 лет назад, когда торговцы в Сирии и Иордании использовали такие связующие для создания полов, зданий и подземных цистерн.

Позже римляне были известны как мастера цемента и бетона, построив Пантеон в Риме в 113-125 гг. н.э. с отдельно стоящим бетонным куполом диаметром 43 м, самым большим в мире.

Но бетон, используемый в нашей современной застройке, во многом обязан своим составом процессу, запатентованному в начале 19 века каменщиком Джозефом Аспдином из Лидса.

Его новая техника обжига известняка и глины в печи и последующего измельчения их в порошок для изготовления «искусственного камня» теперь известна как портландцемент — до сих пор является ключевым компонентом почти всех современных бетонов.

Но, несмотря на его повсеместное присутствие, экологические характеристики бетона за последние пару десятилетий стали предметом повышенного внимания.

Производство портландцемента связано не только с добычей полезных ископаемых, вызывающих загрязнение воздуха в виде пыли, но и с использованием массивных печей, которые потребляют большое количество энергии.

Настоящий химический процесс производства цемента также приводит к ошеломляюще высокому уровню выбросов CO2.

• Изменение климата: наше положение на семи графиках

• Каков углеродный след вашего рациона?

• Пять вещей, которые мы узнали на COP24

«Необходимы действия»

Сектор добился прогресса – повышение энергоэффективности новых заводов и сжигание отходов вместо ископаемого топлива показало средний результат По данным Chatham House, выбросы CO2 на тонну продукции за последние несколько десятилетий сократились на 18%.

Недавно созданная Глобальная ассоциация производителей цемента и бетона (GCCA), в настоящее время представляющая около 35% мировых мощностей по производству цемента и уделяющая особое внимание устойчивому развитию, приняла участие в COP24.

Главный исполнительный директор Бенджамин Спортон говорит, что факт существования организации «является демонстрацией приверженности отрасли принципам устойчивого развития, включая принятие мер по борьбе с изменением климата».

GCCA опубликует набор руководящих принципов устойчивого развития, которым должны будут следовать его члены.

«Объединяя глобальных игроков для обеспечения лидерства и сосредоточения внимания, а также предоставляя подробную рабочую программу, мы можем помочь обеспечить устойчивое будущее для цемента и бетона и удовлетворить потребности будущих поколений», — говорит г-н Спортон.

Источник изображения, Getty Images

В Шанхае, как и во многих китайских городах, наблюдается быстрый рост развития

Но, несмотря на обещание, Chatham House утверждает, что отрасль достигает пределов своих возможностей меры.

Если у отрасли есть надежда выполнить свои обязательства по Парижскому соглашению 2015 г. об изменении климата, ей нужно будет пересмотреть сам процесс производства цемента, а не только сократить использование ископаемого топлива.

Именно в процессе производства «клинкера» — ключевого компонента цемента — выделяется наибольшее количество CO2 при производстве цемента.

• 1. Сырье, в основном известняк и глину, добывают и измельчают
• 2. Их измельчают и смешивают с другими материалами, такими как железная руда или зола
• 3. Их загружают в огромные цилиндрические печи и нагревают примерно до 1450C (2640F)
• 4. В процессе «прокаливания» материал расщепляется на оксид кальция и CO2
• 5. Новое вещество, называемое клинкером, образуется в виде серых шариков размером с мрамор
• 6. Клинкер охлаждается, измельчается и смешивается с гипсом и известняком
• 7. Цемент транспортируется на заводы по производству товарного бетона

В В 2016 году мировое производство цемента произвело около 2,2 миллиарда тонн CO2, что эквивалентно 8% от общемирового объема. Более половины этого количества приходится на процесс прокаливания.

Наряду с термическим сжиганием 90% выбросов в секторе приходится на производство клинкера.

Из-за этого г-н Престон и его коллеги утверждают, что сектору срочно необходимо реализовать ряд стратегий по сокращению выбросов CO2.

Дальнейшие усилия по повышению энергоэффективности, отказ от ископаемых видов топлива и стремление к улавливанию и хранению углерода помогут, но они могут сделать лишь немного.

«Нам предстоит пройти долгий путь, чтобы сократить разрыв», — говорит мистер Престон.

Что действительно нужно сделать отрасли, так это направить усилия на производство новых видов цемента, утверждает он. На самом деле низкоуглеродистые цементы и «новые цементы» могут полностью устранить потребность в клинкере.

Новый цемент

Одной из тех, кто пытается заручиться большей поддержкой таких альтернативных цементов, является Джинджер Криг Дозиер, соучредитель и генеральный директор BioMason — стартапа в Северной Каролине, который использует триллионы бактерий для выращивания биоматериалов. бетонные кирпичи.

Техника, заключающаяся в размещении песка в формах и наполнении его микроорганизмами, инициирует процесс, аналогичный процессу образования кораллов.

«Я давно увлекаюсь морскими цементами и конструкциями», — объясняет г-жа Криг Дозиер, дипломированный архитектор, которая была удивлена, не найдя реальной альтернативы кирпичу и каменной кладке, когда она начала исследования в архитектурной фирме более 10 лет назад.

Открытие привело ее к созданию собственного решения, которое после многих лет разработки теперь занимает всего четыре дня. Это происходит при комнатной температуре, без использования ископаемого топлива или прокаливания — двух основных источников выбросов CO2 в цементной промышленности.

Г-жа Криг Дозиер считает, что зеленый цемент и технологии, подобные ее, предлагают решение проблемы выбросов в отрасли.

«Традиционные методы производства портландцемента будут продолжать выделять CO2 из-за его фундаментальной химии», — говорит она, добавляя, что вместо того, чтобы обращаться к улавливанию и хранению углерода, мы должны больше инвестировать в методы, которые активно удаляют углерод из атмосферы. .

«Альтернативные цементы и связующие технологии выходят за рамки эволюционного улавливания CO2 и переходят к революционным методам, которые существенно улавливают CO2».

«Разрушающие силы»

Наряду с такими альтернативными цементами, другие «подрывные» силы также начинают стимулировать изменения. Цифровизация, машинное обучение и растущая осведомленность об устойчивом развитии оказывают влияние на культуру цементной промышленности.

«Отчасти это меняется из-за того, как люди хотят жить, но также и из-за нашей способности придумывать новые и инновационные структуры и тестировать их с помощью компьютерных моделей», — говорит г-н Престон. «Есть также возможность создавать вещи дешевле с помощью роботов — с автоматизацией».

Но достаточно быстро изменить процессы, чтобы выполнить обязательства цементной промышленности, будет непросто.

Источник изображения, BioMason

Стартап по производству биоцемента BioMason выращивает кирпичи из песка и бактерий

В этом секторе доминирует небольшое число крупных производителей, которые не хотят экспериментировать или менять бизнес-модели. Архитекторы, инженеры, подрядчики и заказчики также по вполне понятным причинам с осторожностью относятся к использованию новых строительных материалов.

«Этот довольно медленно развивающийся сектор, который трудно изменить, начинает сталкиваться с довольно глубокими изменениями, которые мы начинаем наблюдать в строительной среде», — говорит г-н Престон.

Но, учитывая, что очень мало низкоуглеродистых цементов выходит на рынок, и ни один из них не применяется в больших масштабах в отрасли, где амбиции часто являются большими и высокими, вполне вероятно, что потребуется постоянная государственная поддержка.

Без оказания правительствами давления на отрасль или предоставления финансирования может оказаться невозможным вывести новое поколение низкоуглеродистых цементов из лабораторий на рынок в требуемые сроки.

И шкала времени постоянно сокращается.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата — ведущая международная организация по глобальному потеплению — в прошлом месяце утверждала, что повышение средней глобальной температуры необходимо удерживать на уровне ниже 1,5°C, а не 2°C, как указано в Парижском соглашении. Это означает, что к 2030 году выбросы CO2 должны снизиться на 45 % по сравнению с уровнем 2010 года.

Как и другие молодые компании, г-жа Криг Дозиер описывает трудности одновременной разработки и маркетинга своей продукции и расширения производственных процессов, чтобы конкурировать в более широкой строительной отрасли.

Источник изображения, Getty Images

Бетон — выбранный материал для большинства крупномасштабных проектов

Но она считает, что есть причины для оптимизма.

«Я верю, что строительная отрасль приближается к моменту, когда альтернативные материалы получат более широкое распространение», — говорит она. «Отчасти это связано с рыночным спросом, другими инновационными технологиями и более широкой заботой об изменении климата».

Цементная промышленность также указывает на более оптимистичные оценки прогресса отрасли в области сокращения выбросов и предполагает, что в течение всего срока службы бетон может принести чистую пользу для климата, если принять во внимание все возможные меры.

Это включает повторную карбонизацию (или повторное поглощение CO2 цементом), вклад бетона в энергоэффективность зданий и инновации в способах производства цемента, включая улавливание и хранение углерода.

GCCA заявляет, что такие инновации являются ее ключевым приоритетом на ближайшие месяцы и годы. Проекты уже реализуются и показывают многообещающие результаты, добавил он.

Но г-н Престон говорит, что крайне важно, чтобы правительства и промышленность действовали быстро в то время, когда ожидается рост глобального развития, но выбросы CO2 должны снизиться.

«Существует острая потребность в качественных и недорогих домах», — говорит он. «Необходима новая инфраструктура. Мы сможем замкнуть этот круг только в том случае, если сможем значительно улучшить то, как мы строим, чтобы в целом эти здания строились с максимально близким нулевым уровнем выбросов».

Дизайн Лилли Хьюн.

BBC не несет ответственности за содержание внешних сайтов.

Глобальные выбросы CO2 от производства цемента, 1928–2018

Андрес, Р. Дж., Боден, Т. А., Бреон, Ф.-М., Сиаис, П., Дэвис, С., Эриксон, Д., Грегг, Дж. С., Джейкобсон, А., Марланд, Г., Миллер, Дж., Ода, Т., Оливье, Дж. Г. Дж., Раупах, М. Р., Райнер, П., и Трентон, К.: Синтез выбросов углекислого газа при сжигании ископаемого топлива, Биогеонауки, 9, 1845–1871, https ://doi.org/10.5194/bg-9-1845-2012, 2012. 

Эндрю, Р. М.: Глобальные выбросы CO ₂ от производства цемента, 1928–2017, Earth Syst. науч. Данные, 10, 2213–2239., https://doi.org/10.5194/essd-10-2213-2018, 2018a.

Эндрю, Р. М.: Global CO ₂ выбросы от производства цемента, Earth Syst. науч. Данные, 10, 195–217, https://doi.org/10.5194/essd-10-195-2018, 2018b.

Эндрю, Р.: Global CO ₂ выбросы от производства цемента, https://doi.org/10.5281/zenodo.831454, последний доступ: 2 сентября 2019 г. 

Арсейвала, С. Дж.: Зеленые технологии для лучшего будущего, McGraw Hill, New Дели, ISBN: 978-1-25-

3-2, 2014 г.  

AT Kearney: Cement Vision 2025: Scaling New Heights, доступно по адресу: http://www.atkearney.in (последний доступ: 23 июня 2017 г.), 2014. 

Бакстер М.С. и Уолтон А.: Теоретический подход к эффекту Зюсса, П. Рой. соц. А-Математика. Phy., 318, 213–230, https://doi.org/10.1098/rspa.1970.0141, 1970. 

Боден Т., Марланд Г. и Андрес Р. Дж.: Глобальные выбросы углекислого газа от потребления ископаемого топлива и производства цемента, доступно по адресу: https://energy.appstate.edu/CDIAC (последний доступ: 2 августа 2019 г.)), 2018. 

Боден, Т. А., Марланд, Г., и Андрес, Р. Дж.: Оценки глобальных, региональных, и Naitonal Annual CO ₂ Выбросы от сжигания ископаемого топлива, гидравлические Производство цемента и сжигание газа в факелах: 1950–1992 гг., Информация об углекислом газе. Аналитический центр (CDIAC), Национальная лаборатория Ок-Ридж, Ок-Ридж, Теннесси, доступно по адресу: http://cdiac.esd.ornl.gov/epubs/ndp/ndp030/ndp0301 (последний доступ: 28 июня 2017 г. ), 1995 г. 

Боден Т. А., Марланд Г. и Андрес Р. Дж.: Global, Regional, и национальный Ископаемое топливо CO ₂ Выбросы, Центр анализа информации о двуокиси углерода, Окриджская национальная лаборатория, Министерство энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, США, https://doi.org/10.3334/CDIAC/00001_V2013, 2013. 

Boden, T. A. , Андрес, Р. Дж., и Марланд, Г.: Глобальные, региональные и национальные Fossil-Fuel CO ₂ Выбросы, Центр анализа информации о двуокиси углерода, Окриджская национальная лаборатория, Министерство энергетики США, Ок-Ридж, Теннесси, США, doi10.3334/CDIAC/00001_V2017 (последний доступ: 1 августа 2013 г.), 2017 г. 

BP: Статистический обзор мировой энергетики BP, июнь 2019 г., доступно по адресу: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html, последний доступ: 11 июня 2019 г. 

CCA: Китайский цементный альманах 2015 г., China Building Material Press, Пекин, 2016 г. (на китайском языке).

CEMBUREAU: Цементы для низкоуглеродной Европы, Европейская цементная ассоциация, Брюссель, доступен по адресу: http://www.cembureau.be/cements-low-carbon-europe (последний доступ: 6 мая 2015), 2013. 

Сиаис П., Сабин К., Бала Г., Бопп Л., Бровкин В., Канаделл Дж., Чабра А., ДеФрис Р., Галлоуэй Дж., Хейманн М. ., Джонс, К., Кере, К.Л., Минени, Р.Б., Пиао, С., и Торнтон, П.: Углерод и другие Биогеохимические циклы, в: Изменение климата 2013: Основы физических наук, Вклад Рабочей группы I в пятый доклад об оценке Межправительственная группа экспертов по изменению климата, под редакцией: Stocker, T. F., Qin, Д., Платтнер Г.-К., Тигнор М., Аллен С.К., Бошунг Дж., Науэльс А., Ся, Ю., Бекс, В., и Мидгли, П. М., Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, доступно по адресу: http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ (последний доступ: 28 апреля 2015 г.), 2013 г. 

CMA: Годовой отчет за 2009–2010 гг., Ассоциация производителей цемента (Индия), доступно по адресу: http://www. cmaindia.org/annual-report.html (последний доступ: 28 апреля 2017 г.), 2010 г. 

CR Cement: Годовой отчет за 2018 г., China Resources Cement Holdings Limited, доступно по адресу: последний доступ: 27 августа 2019 г. 

CRISIL: Cement: Annual Review, доступно по ссылке: https://www.crisil.com/pdf/research/industry-research-sample-report.pdf (последний доступ: 21 июня 2017 г.), 2013 г. 

CRISIL: Cement: сентябрь 2017 г., Нью-Дели, доступно по адресу: https://www.crisil.com/content/dam/crisil/our-analysis/reports/Research/premium-reports/sectors/september/Sector-Report. -Цемент-Сентябрь-2017.pdf (последний доступ: 12 января 2018 г.), 2017 г. 

Эгглстон С., Буэндиа Л., Мива К., Нгара Т. и Танабе К.: Руководство для национальных инвентаризаций парниковых газов, National парниковых газов Программа газовых кадастров, под редакцией: МГЭИК, Институт глобальных Экологические стратегии, Хаяма, Канагава, Япония, 2006 г. 

GOI: Первоначальное национальное сообщение Индии для Рамочной программы Организации Объединенных Наций Конвенция об изменении климата, Министерство окружающей среды и лесов, Правительство Индии, доступно по адресу: http://www. unfccc.int/process/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-convention/national-communication-0 (последний доступ: 16 марта 2017 г.), 2004 г. 

GOI: Индия: Первый двухгодичный обновленный отчет для Рамочной программы Организации Объединенных Наций Конвенция об изменении климата, Министерство охраны окружающей среды, леса и климата Изменение, правительство Индии, доступно по адресу: https://unfccc.int/process/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-convention/biennial-update-reports-0 (последний доступ: 13 марта 2017 г.) , 2015. 

Griffin, R.C.: CO ₂ выпуск цементного производства, в: Оценки CO ₂ выбросы от сжигания ископаемого топлива и производства цемента на основе по энергетической статистике ООН и горнорудному бюро США по цементу производственные данные, под редакцией: Marland, G., Boden, T.A., Griffin, R.C., Хуанг, С. Ф., Канцирук, П., и Нельсон, Т. Р., Окриджская национальная лаборатория, Ок-Ридж. Ridge, Tennessee, 1987.  

Ханле Л., Мальдонадо П., Онума Э., Тичи М. и ван Осс Х.Г.: Минерал Промышленные выбросы, в: Руководящие принципы МГЭИК для национальных парниковых газов, 2006 г. Описи под редакцией: Эгглстон С., Буэндиа Л., Мива К., Нгара Т. и Танабэ, К., IGES, Япония, доступно по адресу: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.html (последний доступ: 21 мая 2017 г.), 2006 г. 

Хаукос, Х. Т., Жак, А., Нейцерт, Ф., Росланд, А., Рипдал, К., и Вайдеманн, Ф.: Промышленные процессы, гл. 2, в: Пересмотренные руководящие принципы МГЭИК 1996 г. для национальных Инвентаризация парниковых газов: Справочное руководство, под редакцией: Houghton, J. T., Мейра Филью, Л. Г., Лим, Б., Треантон, К., Мамати, И., Бондуки, Ю., Григгс, Д. Дж., и Калландер, Б. А., МГЭИК/ОЭСР/МЭА, Париж, доступно по адресу: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gl/invs1.html (последний доступ: 27 октября 2014 г.), 1997. 

IBEF: Cement, India Brand Equity Foundation (отчет подготовлен CRISIL), доступно по адресу: https://www. ibef.org/download/Cement.pdf (последняя доступ: 27 апреля 2017 г.), 2005 г. 

МЭА: Перспективы энергетических технологий, 2016 г.: На пути к устойчивой городской энергетике Systems, Международное энергетическое агентство, Париж, ISBN 978-92-64-25233-2, доступно по адресу: http://www.iea.org/etp2016 (последний доступ: 8 сентября 2014 г.), 2016. 

IEA: Energy Technology Perspectives 2017: Catalysing Energy Technology Преобразования, Международное энергетическое агентство, Париж, ISBN: 978-92-64-27597-3, доступно по адресу: http://www.iea.org/etp2017, последний доступ: 19 июня 2017 г. 

Бапата, Дж. Д., Сабнисб, С. С., Джошич, С. В., и Хазари, К. В.: История цемента и Бетон в Индии – смена парадигмы, Американский институт бетона (ACI) Техническая сессия по истории бетона, Атланта, США, апрель 2007 г. 

Janssens-Maenhout, G.: Основные различия в выбросах парниковых газов между EDGAR 4.1 и версия 4.0, Объединенный исследовательский центр, Европейская комиссия, Испра, Италия, доступно по адресу: http://edgar. jrc.ec.europa.eu/Main_differences_between_EDGAR_version_41and40.pdf (последний доступ: 21 ноября 2017 г.), 2010 г. 

Janssens-Maenhout, G., Crippa, M., Guizzardi , Д., Мунтян, М., Шааф, Э., Дентенер, Ф., Бергамаски, П., Пальяри, В., Оливье, Дж.Г.Дж., Петерс, Дж.А.Х.В., ван Аарденн, Дж.А., Монни, С., Деринг, У. ., и Петреску, А. М. Р.: EDGAR v4.3.2 Глобальный атлас трех основных выбросов парниковых газов за период 1970–2012, Системы Земли. науч. Обсуждение данных., https://doi.org/10.5194/essd-2017-79, 2017. 

Ке, Дж., Макнейл, М., Прайс, Л., Ханна, Н.З., и Чжоу, Н.: Оценка из CO ₂ выбросы при производстве цемента в Китае: методология и неопределенности, Энерг. Policy, 57, 172–181, https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.01.028, 2013. 

Keeling, C.D.: Промышленное производство двуокиси углерода из ископаемого топлива. и известняк, Теллус, 25, 174–198, https://doi.org/10.3402/tellusa.v25i2.9652, 1973. 

Министерство окружающей среды Кореи: Третье национальное сообщение Кореи под Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата, Сеул, имеется по адресу: https://unfccc. int/process-and-meetings/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-the-convention/national-communication-and-biennial-update-reports-non-annex- i-стороны/национальные-сообщения-от-неприложенных-i-сторон (последний доступ: 26 апреля 2017 г.), 2012. 

Ле Кере, К., Эндрю, Р. М., Фридлингштейн, П., Ситч, С., Понгратц, Дж., Мэннинг, А. К., Корсбаккен, Дж. И., Петерс, Г. П., Канаделл, Дж. Г., Джексон, Р. Б., Боден, Т. А., Танс, П. П., Эндрюс, О. Д., Арора, В. К., Баккер, Д. С. Э., Барберо, Л., Беккер, М., Беттс, Р. А., Бопп, Л., Шевалье, Ф. ., Чини, Л. П., Сиаис, П., Коска, К. Э., Кросс, Дж., Карри, К., Гассер, Т., Харрис, И., Хаук, Дж., Хаверд, В., Хоутон, Р. А., Хант , C.W., Hurtt, G., Ilyina, T., Jain, A.K., Kato, E., Kautz, M., Keeling, R.F., Klein Goldewijk, K., Körtzinger, A., Landschützer, P., Lefèvre, N ., Лентон А., Линерт С., Лима И., Ломбардоцци Д., Мецль Н., Миллеро Ф., Монтейро П. М. С., Манро Д. Р., Набель Дж. Э. М. С., Накаока С., Нодзири , Ю., Падин, К. А., Перегон, А. , Пфейл, Б., Пьеро, Д., Поултер, Б., Редер, Г., Раймер, Дж., Роденбек, К., Швингер, Дж., Сеферян, Р., Скьелван И., Стокер Б.Д., Тиан Х., Тилбрук Б., Тубьелло Ф.Н., ван дер Лаан-Лу ijkx, I.T., van der Werf, G.R., van Heuven, S., Viovy, N., Vuichard, N., Walker, A.P., Watson, A.J., Wiltshire, A.J., Zaehle, S., and Zhu, D.: Global Углеродный бюджет 2017, Earth Syst. науч. Данные, 10, 405–448, https://doi.org/10.5194/essd-10-405-2018, 2018. 

Леа, Ф.М. и Деш, Ч.Х.: Химия цемента и бетона, Арнольд. и Ко., Лондон, 1940. 

Лей, С.: Основные возможности сокращения выбросов в цементной промышленности Китая, Совместный семинар MOST и МЭА по улавливанию и хранению углерода: возможности в энергоемкой промышленности. Пекин, Китай, 2012. К., Хубачек К., Марланд Г., Андрес Р.Дж., Кроуфорд-Браун Д., Линь Дж., Чжао Х., Хун К., Боден Т.А., Фэн К., Питерс, Г.П., Си Ф., Лю Дж., Ли Ю., Чжао Ю., Цзэн Н. и Хе К.: Снижение выбросов углерода оценки сжигания ископаемого топлива и производства цемента в Китае, Nature, 524, 335–338, https://doi. org/10.1038/nature14677, 2015. 

Малунг, К. и Доре, К.: Двухгодичный обновленный отчет для Ямайки, охватывающий выбросы парниковых газов Выбросы за 2006–2012 гг., Министерство экономического роста и создания рабочих мест, Кингстон, Ямайка, доступно по адресу: https://unfccc.int/documents/180654 (последний доступ: 9 июня 2017 г.), 2016 г. 

Марланд, Г. и Ротти, Р. М.: Выбросы углекислого газа от ископаемого топлива: a процедура оценки и результаты за 1950–1982 гг., Tellus, 36, 232–261, 1984. 

METI: Текущее обследование производства, Министерство экономики, торговли и промышленности, Токио, доступно по ссылке: https://www.meti.go.jp/english/statistics/tyo/seidou/index.html, последняя доступ: 3 августа 2019 г..

Министерство окружающей среды и лесных ресурсов: Биеннале премьер-министра Actualize Togo, доступно по адресу: https://unfccc.int/documents/180723 (последний доступ: 16 ноября 2019 г.), 2017 г. 

Министерство окружающей среды: Отчет о национальной инвентаризации: Источники парниковых газов и раковины в Республике Молдова 1990–2010 гг. , Министерство окружающей среды Республика Молдова, Кишинев, Молдова, режим доступа: http://unfccc.int/national_reports/non-annex_i_natcom/items/10124.php (последний доступ: 5 мая 2017 г.), 2013 г. 

Министерство окружающей среды и лесов: Индия: второе национальное сообщение к Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата, доступно по адресу: http://www.unfccc.int/process/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-convention/national-communication-0 (последний доступ: 13 марта 2017 г.), 2012. 

Министерство охраны природы: Отчет о национальной инвентаризации парниковых газов Республика Армения (2010), Ереван, Армения, доступно по адресу: http://unfccc.int/national_reports/non-annex_i_natcom/items/10124.php (последний доступ: 5 мая 2017 г.), 2014 г. 

Министерство охраны природы: Отчет о национальной инвентаризации парниковых газов Республика Армения за 2012 г., Ереван, Армения, режим доступа: https://unfccc.int/documents/180601 (последний доступ: 16 ноября 2019 г. ), 2015 г. 

Мор, С. Х., Ван, Дж., Эллем, Г. ., Уорд, Дж., и Джурко, Д.: Проекция ископаемое топливо в мире по странам, Fuel, 141, 120–135, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.10.030, 2015. 

NDRC: Второе национальное сообщение об изменении климата Китайская Республика, Национальная комиссия по развитию и реформам, доступно по адресу: http://www.unfccc.int/process/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-convention/national-communication-0 (последний доступ: 24 апреля 2015 г.), 2012 г. 

NDRC: Национальный кадастр парниковых газов Китайской Народной Республики, 2005 г., Национальная комиссия по развитию и реформам, Пекин, 2014 г. 

NDRC: Первый двухгодичный обновленный отчет Китайской Народной Республики о климате Change, National Development and Reform Commission, Пекин, доступно по ссылке: https://unfccc.int/documents/180618 (последний доступ: 16 ноября 2019 г.), 2016 г. 

OEA: Eight Core Industries, Office of the Economic Advisor, Department Для Продвижение промышленности и внутренней торговли, доступно по адресу: https://eaindustry. nic.in/, последний доступ: 26 августа 2019 г..

Оливье, Дж. Г. Дж., Боуман, А. Ф., Бердовски, Дж. Дж. М., Вельдт, К., Блос, Дж. П. Дж., Висшедейк, А. Дж. Х., ван дер Маас, К. В. М., и Зандвельд, П. Ю. Дж.: Секторальные кадастры выбросов парниковых газов за 1990 г. на страну основе, а также на 1∘×1∘, Environ. науч. Pol., 2, 241–263, https://doi.org/10.1016/S1462-9011(99)00027-1, 1999. Питерс, J.A.H. W.: Тенденции глобальных выбросов CO ₂ : отчет за 2016 г., PBL, Нидерланды Агентство по оценке окружающей среды, Испра, Европейская комиссия, совместное исследование Centre, Гаага, доступно по адресу: http://edgar.jrc.ec.europa.eu/ (последний доступ: 26 октября 2017 г.), 2016 г. 

Орчард, Д.Ф.: Бетонные технологии, Applied Science Publishers Ltd., London, 1973. 

Ротти, Р. М. и Марланд, Г.: Производство CO ₂ из ископаемого топлива. сжигание по типу топлива, 1860–1982 гг., Анализ информации об углекислом газе. Центр (CDIAC), Окриджская национальная лаборатория, Ок-Ридж, Теннесси, 1984 г.  

SDPC: Первоначальное национальное сообщение Китайской Народной Республики по изменение климата, Государственная комиссия по планированию развития, ПекинCHN/COM/1 E COPY 3 ENG, доступно по адресу: http://www.unfccc.int/process/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-convention/national-communication-0 (последний доступ: 4 апреля 2017 г.), 2004 г. 

Шэнь Л., Гао Т., Чжао Дж., Ван Л., Ван Л., Лю Л., Чен Ф. и Сюэ Дж.: Заводские измерения на CO ₂ Коэффициенты выбросов при производстве цемента в Китае, Renew. Суст. Энерг. Rev., 34, 337–349, https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.03.025, 2014. 

РКИК ООН: Представление национальных кадастров, 2014 г., Рамочная программа Организации Объединенных Наций Конвенция об изменении климата, доступно по адресу: http://unfccc.int/national_reports/annex_i_ghg_inventies/national_inventories_submissions/items/8108.php (последний доступ: 28 мая). 2014), 2014. 

РКИКООН: представления национальных кадастров 2019 г. , Рамочная программа Организации Объединенных Наций Конвенция об изменении климата, доступно по ссылке: https://unfccc.int/process-and-meetings/transparency-and-reporting/reporting-and-review-under-the-convention/greenhouse-gas-inventories-annex-i- стороны/национальная инвентаризация-представления-2019 (последний доступ: 27 августа 2019 г.), 2019. 

СОООН: База данных статистики торговли товарами Организации Объединенных Наций (COMTRADE), доступно по адресу: http://comtrade.un.org/, последний доступ: 15 мая 2015 г. 

Геологическая служба США: Статистика цемента, в: Историческая статистика минералов и материалов. товары в США, под редакцией: Келли, Т. Д. и Матос, Г. Р., Серия данных Геологической службы США 140, доступно по адресу: https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics (последняя доступ: 25 апреля 2017 г.), 2016 г. 

Геологическая служба США: Обзоры полезных ископаемых за 2018 г., Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния, 204 стр., https://doi. org/10.3133/70194932, 2018. 

Геологическая служба США: Сводные данные о минеральном сырье, 2019 г., Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния, 200 стр., доступно по ссылке: https://doi.org/10.3133/70202434, 2019. 

Узгидромет: Инвентаризация источников и поглотителей антропогенных выбросов Парниковые газы в Республике Узбекистан, 1990–2012 гг.: Национальный доклад, Центр гидрометеорологической службы, Ташкент, режим доступа: http://unfccc.int/national_reports/non-annex_i_natcom/items/10124.php (последний доступ: 5 мая 2017 г.), 2016 г. 

van Oss, H.G.: Cement, in : Ежегодник полезных ископаемых (разные годы), под редакцией: USGS, Геологическая служба США, доступно по адресу: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cement/index.html (последний доступ: 9август 2019 г.), 1994–2019 гг.

WBCSD: Инициатива устойчивого развития цементной промышленности: энергетика и CO ₂ Производительность – «Правильно рассчитать цифры» World Business Council для устойчивого развития, доступно по адресу: http://www. wbcsdcement.org/ (последний доступ: 30 апреля 2015 г.), 2009 г. 

WBCSD: Проект «Правильно рассчитать цифры»: Reporting CO ₂ , World Business Совета по устойчивому развитию, доступно по адресу: http://www.wbcsdcement.org/GNR-2012/index.html (последний доступ: 29Маршировать 2017), 2012. 

WBCSD и IEA: Дорожная карта технологий: низкоуглеродные технологии для Индии. Цементная промышленность, Всемирный совет предпринимателей по устойчивому развитию и Международное энергетическое агентство, доступно по адресу: https://webstore.iea.org/technology-roadmap-low-carbon-technology-for-the-indian-cement-industry. (последний доступ: 23 марта 2017 г.), 2013 г. 

WBCSD: Проект «Правильный расчет цифр»: Reporting CO ₂ , World Business Совета по устойчивому развитию, доступно по адресу: http://www.wbcsdcement.org/GNR-2014/index.html (последний доступ: 29Маршировать 2017), 2014. 

Си, Ф., Дэвис, С.Дж., Сиаис, П., Кроуфорд-Браун, Д., Гуан, Д., Паде, К. , Ши, Т., Сиддалл, М., Лв, J., Ji, L., Bing, L., Wang, J., Wei, W., Yang, K.-H., Lagerblad, B., Galan, I., Andrade, C., Zhang, Y. , и Лю, З.: Существенный глобальное поглощение углерода при карбонизации цемента, Nature Geosci., 9, 880–883, https://doi.org/10.1038/ngeo2840, 2016.

Сюй, Дж.-Х., Флейтер, Т., Эйххаммер, В., и Фан, Ю.: Энергопотребление и Выбросы CO ₂ в цементной промышленности Китая: точка зрения LMDI анализ разложения, Энерг. Политика, 50, 821–832, https://doi.org/10.1016/j.enpol.2012.08.038, 2012. 

Yamama Cement: Cement Statistics, доступно по адресу: https://www.yamamacement.com/en/GeneralInformation/Pages/CementStatistics.aspx (последний доступ: 26 июля 2018 г.), 2004–2018 гг. (на арабском языке).

Чжан С., Уоррелл Э. и Крейнс-Граус В.: Оценка сопутствующих преимуществ энергоэффективность и борьба с загрязнением воздуха в цементной промышленности Китая, заявл. Энергия, 147, 192–213, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.02.081, 2015.  

¹

Примечание что на всех последующих рисунках слово «официальный» указывает на использование либо официально представленные оценки выбросов или официальные и полуофициальные национальные оценка производства клинкера. В каждом случае текст объясняет источники использовал.

²

стр. 39 Второго национального сообщения на самом деле указано 674 Mt, но это похоже на типографскую ошибку. NDRC по выбросам парниковых газов за 2005 г. В Книге инвентаризационных исследований указано, что в 2005 г. было произведено 764,71 млн тонн клинкера. Национальный кадастр парниковых газов Китайской Народной Республики 2005 г., Национальная комиссия по развитию и реформам, Пекин, 2014 г., которая соглашается как с цифрой, указанной CCA, 764,72  Мт, так и с заявленным выбросы.

³

Таблица 2-3, на стр. 1 20 на английском языке раздел [стр. 152].

⁴

Подтверждено Чжу Лю, личное сообщение, 2017 г.

Производство портландцемента – материалы и процесс

🕑 Время чтения: 1 минута

Производство цемента включает в себя различные виды сырья и процессы. Каждый процесс объясняется химическими реакциями для производства портландцемента. Цемент представляет собой порошок зеленовато-серого цвета, изготовленный из прокаленных смесей глины и известняка. При смешивании с водой становится твердым и прочным строительным материалом. История цемента восходит к Римской империи. Современный цемент. То есть портландцемент впервые был произведен британским каменщиком Джозефом Аспдином в 1824 году, который варил цемент на своей кухне. Он нагрел смесь известняка и глиняного порошка на своей кухне и измельчил смесь в порошок, создав цемент, который затвердевает при смешивании с водой. Название Портленд было дано изобретателем, так как оно напоминает камень, добытый на острове Портленд. Первое использование современного портландцемента было при строительстве туннеля на реке Темзе в 1828 году.

Состав:

• Процесс производства цемента
  • 1. Смешивание сырья
  • Сравнение сухого и мокрого процессов производства цемента
  • 2. Обжиг сырья
  6 9 50 8 Измельчение клинкеров Хранение и упаковка

Процедуры производства портландцемента описаны ниже.

1. Смешивание сырья
2. Сжигание
3. Шлифовка
4. Хранение и упаковка

1. Смешивание сырья

Основным сырьем, используемым в производстве цемента, являются кальций, кремний, железо и алюминий. Эти полезные ископаемые используются в различной форме согласно доступности полезных ископаемых. В таблице представлено сырье для производства портландцемента. Процедура смешивания при производстве цемента осуществляется 2 методами,

• Сухой процесс
• Мокрый процесс

а) Сухой процесс

Как известняковое, так и глинистое сырье сначала измельчают в гирационных дробилках, чтобы получить отдельные куски размером 2-5 см. Измельченные материалы снова измельчают, чтобы получить мелкие частицы в шаровой или трубчатой ​​мельнице. Каждый мелкоизмельченный материал хранится в бункере после просеивания. Теперь эти порошкообразные минералы смешиваются в необходимой пропорции, чтобы получить сухую сырьевую смесь, которая затем хранится в силосах и готовится к отправке во вращающуюся печь. Теперь сырье смешивают в определенных пропорциях, чтобы средний состав конечного продукта сохранялся должным образом.

Рис. Производство цемента сухим способом

b) Мокрый способ

Сырье сначала измельчают, превращают в порошок и хранят в силосах. Затем глину промывают в промывочных мельницах для удаления прилипших органических веществ, содержащихся в глине. Порошкообразный известняк и промытая водой глина направляются в каналы и передаются в мельницы, где они полностью смешиваются и образуется паста, т. е. известная как шлам. Процесс измельчения может осуществляться в шаровой или трубчатой ​​мельнице или даже в обеих. Затем суспензия направляется в сборный бассейн, где можно регулировать состав. Шлам содержит около 38-40% воды, которая хранится в резервуарах для хранения и хранится готовой к отправке во вращающуюся печь.

Рис. Производство цемента мокрым способом

Сравнение сухого и мокрого способов производства цемента

Критерии	Сухой процесс	Мокрый процесс
Твердость сырья	Довольно твердый	Любой вид сырья
Расход топлива	Низкий	Высокий
Время обработки	Малый	Высшее
Качество	Плохое качество	Высшее качество
Себестоимость	Высокий	Низкий
Общая стоимость	Дорого	Дешевле
Физическое состояние	Сырая смесь (твердая)	Шлам (жидкий)

2.

Сжигание сырья

Процесс обжига осуществляется во вращающейся печи, при этом сырье вращается со скоростью 1-2 об/мин вокруг своей продольной оси. Вращающаяся печь состоит из стальных труб диаметром 2,5-3,0 метра и длиной от 90 до 120 метров. Внутренняя сторона печи облицована огнеупорным кирпичом. Печь опирается на колонны из каменной кладки или бетона и опирается на подшипник качения в слегка наклонном положении с уклоном от 1:25 до 1:30. верхний конец. Печь нагревается с помощью порошкообразного угля или масла или горячих газов из нижнего конца печи, так что образуется длинное горячее пламя. Поскольку положение печи наклонно и она медленно вращается, материал, загружаемый с верхнего конца, перемещается к нижнему концу со скоростью 15 м/ч. В верхней части вода или влага из материала испаряется при температуре 400°C, поэтому этот процесс известен как зона сушки. Центральная часть, т.е. зона прокаливания, температура около 10000С, где происходит разложение известняка. Остальной материал находится в форме небольших комочков, известных как узелки после CO ₂ освобожден.

CaCO ₃ = CaO + CO ₂

Нижняя часть (зона спекания) имеет температуру 1500-17000°С, где известь и глина реагируют с образованием алюминатов кальция и силикатов кальция. Эти алюминаты и силикаты кальция сплавляются, образуя мелкие и твердые камни, известные как клинкеры. Размер клинкера варьируется от 5 до 10 мм. Нижняя часть, т.е. зона клинкера, имеет температуру около 1500-1700°С. В этом районе известь и глина реагируют с образованием алюминатов кальция и силикатов кальция. Эти продукты алюминатов и силикатов кальция сплавляются вместе, образуя твердые и мелкие камни, известные как клинкеры. Размер мелких и твердых клинкеров варьируется от 5 до 10 мм.

2CAO + SIO ₂ = CA2SIO ₄ (DECKEAM SILECET (C ₂ S))

3CAO + SIO ₂ = CA3SIO ₅ (TRILCIUM SILETATET (C ₃ 99993 9993 9993 999993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993 9993

99999993

.

9993

9993 9993

999999999999999999992 гг. 3CAO + AL ₂ O ₃ = CA ₃ AL ₂ O ₆ (Dicalcium Aluminate (C ₂ A))

4CA + AL ₂ O

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 9093 3 3 3 3 3 3 3 3 + 3 3 3 3

4CAO + AL ₂ 3

4CAO + AL O ₃ = Ca ₄ Al ₂ Fe ₂ O ₁₀ (алюмоферрит тетракальция (C ₄ AF))

Клинкер, поступающий из зоны обжига, очень горячий. Для снижения температуры клинкеров воздух поступает в противотоке у основания вращающейся печи. Охлажденные клинкеры собираются в небольшие тележки.

3. Измельчение клинкеров

Охлажденные клинкеры получают из охладителей и отправляют на мельницы.