Материалы производства цемента: Материалы для производства цемента. — Завод ВосЦем

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.

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.

Способы производства цемента

Настоящая Политика конфиденциальности персональной информации (далее — Политика) действует в отношении всей информации, которую ООО «УФАСТРОЙСНАБ» (ОГРН: 1100280041443, ИНН: 0278174031, адрес регистрации: 450001, РБ,

Использование сайта http://ufastroysnab.ru/ означает безоговорочное согласие пользователя с настоящей Политикой и указанными в ней условиями обработки его персональной информации; в случае несогласия с этими условиями пользователь должен воздержаться от использования данного ресурса.

1. Персональная информация пользователей, которую получает и обрабатывает сайт http://ufastroysnab. ru/

1.1. В рамках настоящей Политики под «персональной информацией пользователя» понимаются:

1.1.1. Персональная информация, которую пользователь предоставляет о себе самостоятельно при оставлении заявки, совершении покупки, регистрации (создании учётной записи) или в ином процессе использования сайта.

1.1.2 Данные, которые автоматически передаются сайтом http://ufastroysnab.ru/ в процессе его использования с помощью установленного на устройстве пользователя программного обеспечения,том числе IP-адрес, информация из cookie, информация о браузере пользователя (или иной программе, с помощью которой осуществляется доступ к сайту), время доступа, адрес запрашиваемой страницы.

1.1.3. Данные, которые предоставляются сайту, в целях осуществления оказания услуг и/или продаже товара и/или предоставления иных ценностей для посетителей сайта, в соответствии с деятельностью настоящего ресурса:

— имя

— электронная почта

— номер телефона

1. 2. Настоящая Политика применима только к сайту http://ufastroysnab.ru/ и не контролирует и не несет ответственность за сайты третьих лиц, на которые пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайте http http://ufastroysnab.ru/. На таких сайтах у пользователя может собираться или запрашиваться иная персональная информация, а также могут совершаться иные действия.

1.3. Сайт в общем случае не проверяет достоверность персональной информации, предоставляемой пользователями, и не осуществляет контроль за их дееспособностью. Однако сайт http://ufastroysnab.ru/ исходит из того, что пользователь предоставляет достоверную и достаточную персональную информацию по вопросам, предлагаемым в формах настоящего ресурса, и поддерживает эту информацию в актуальном состоянии.

2. Цели сбора и обработки персональной информации пользователей

2.1. Сайт собирает и хранит только те персональные данные, которые необходимы для оказания услуг и/или продаже товара и/или предоставления иных ценностей для посетителей сайта http://ufastroysnab. ru/.

2.2. Персональную информацию пользователя можно использовать в следующих целях:

2.2.1 Связь с пользователем, в том числе направление уведомлений, запросов и информации, касающихся использования сайта, оказания услуг, а также обработка запросов и заявок от пользователя

3. Условия обработки персональной информации пользователя и её передачи третьим лицам

3.1. Сайт http://ufastroysnab.ru/ хранит персональную информацию пользователей в соответствии с внутренними регламентами конкретных сервисов.

3.2. В отношении персональной информации пользователя сохраняется ее конфиденциальность, кроме случаев добровольного предоставления пользователем информации о себе для общего доступа неограниченному кругу лиц.

3.3. Сайт http://ufastroysnab.ru/ вправе передать персональную информацию пользователя третьим лицам в следующих случаях:

3.3.1. Пользователь выразил свое согласие на такие действия, путем согласия, выразившегося в предоставлении таких данных;

3. 3.2. Передача необходима в рамках использования пользователем определенного сайта http://ufastroysnab.ru/, либо для предоставления товаров и/или оказания услуги пользователю;

3.3.3. Передача предусмотрена российским или иным применимым законодательством в рамках установленной законодательством процедуры;

3.3.4. В целях обеспечения возможности защиты прав и законных интересов сайта http://ufastroysnab.ru/ или третьих лиц в случаях, когда пользователь нарушает Пользовательское соглашение сайта http://ufastroysnab.ru/.

3.4. При обработке персональных данных пользователей сайт http://ufastroysnab.ru/ руководствуется Федеральным законом РФ «О персональных данных».

4. Изменение пользователем персональной информации

4.1. Пользователь может в любой момент изменить (обновить, дополнить) предоставленную им персональную информацию или её часть, а также параметры её конфиденциальности, оставив заявление в адрес администрации сайта следующим способом:

Email: info@uss-ufa. ru

4.2. Пользователь может в любой момент, отозвать свое согласие на обработку персональных данных, оставив заявление в адрес администрации сайта следующим способом:

Email: [email protected]

5. Меры, применяемые для защиты персональной информации пользователей

Сайт принимает необходимые и достаточные организационные и технические меры для защиты персональной информации пользователя от неправомерного или случайного доступа, уничтожения, изменения, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий с ней третьих лиц.

6. Изменение Политики конфиденциальности. Применимое законодательство

6.1. Сайт имеет право вносить изменения в настоящую Политику конфиденциальности. При внесении изменений в актуальной редакции указывается дата последнего обновления. Новая редакция Политики вступает в силу с момента ее размещения, если иное не предусмотрено новой редакцией Политики. Действующая редакция всегда находится на странице по адресу http://ufastroysnab.ru/

6.2. К настоящей Политике и отношениям между пользователем и Сайтом, возникающим в связи с применением Политики конфиденциальности, подлежит применению право Российской Федерации.

7. Обратная связь. Вопросы и предложения

7.1. Все предложения или вопросы по поводу настоящей Политики следует направлять следующим способом:

Email: [email protected]

Производство цемента: оборудование и технология

Дата публикации: 14.02.2019 11:08

Являясь одним из самых распространенных стройматериалов, цемент в современном строительстве применяется или самостоятельно, или как базовый компонент растворных, отделочных и бетонных смесей. Промышленная технология производства цемента позволяет получить гидравлически вяжущий материал, превращающийся в процессе затвердевания в камневидное тело с гарантированными прочностью, водостойкостью и долговечностью.

Основные материалы для производства цемента — клинкер и гипс. В зависимости от марки и предназначения стройматериала в сухую смесь могут также добавляться глина, доменный шлак, вулканические породы и другие компоненты, воздействующие на рабочие характеристики конечного продукта.

Оборудование, используемое в цементном производстве

Различные виды производства цемента требуют собственных технических средств. При этом к обязательным технологическим элементам производственной линии цементного завода следует отнести:

• барабанную печь;
• установку для предварительного нагрева исходного сырья;
• мельницу;
• вальцы, охладитель и сушилку;
• сепаратор и пылеуловитель;
• оборудование предварительной гомогенизации;
• дробилку.

В процессе массового производства материала также не обойтись без транспортера и машины для упаковки готового продукта.

Разновидности и марки цемента

В зависимости от того, какое используется для производства цемента сырье, равно как и какой набор добавок вводится в сухую смесь, описываемый стройматериал может относиться к одной из классификационных групп:

1. Портландцемент.
   Самая популярная общестроительная марка, включающая клинкер и гипс. Помол мелкий.
2. Белый цемент.
   Производится из мелкомолотого клинкера без окислов железа. Служит для декоративных целей.
3. Шлаковый.
   Включает измельченный доменный шлак, активаторы и минеральные добавки. Примечателен повышенной прочностью, благодаря чему используется в подземных/подводных конструкциях.
4. Глиноземистый.
   Удобен при строительных работах в зимний период и при монтаже жаропрочных стройконструкций.

Из специальных марок материала применение находят расширяющийся, быстротвердеющий, гидрофобный, тампонажный (для заделки скважин) и пуццолановый (для водяных емкостей) цемент.

Марка материала определяется пределом прочности такового на сжатие, выраженным по старому ГОСТу в кг на см.кв.: М200-М600 или по обновленному стандарту — в МПа (мегапаскалях): 20-60 МПа соответственно.

Изготовление портландцемента

Производство материала разделяют на две укрупненных стадии, в свою очередь состоящие из отдельных этапов.

Первая стадия — получение клинкера, являющегося основой цементной смеси. После добычи желтовато-зеленого известняка в процессе разработки известняковых месторождений, первично раздробленное сырье проходит этапы сушки и смешивания с некоторыми составляющими. Подготовленный таким образом исходный материал подвергается обжигу, результатом которого является собственно портландцементный клинкер.

На второй стадии образовавшийся клинкер измельчается до порошкообразного вида, при этом в него вносятся гипс и другие необходимые для производства цемента добавки. В итоге образуется сыпучая однородная масса. Технология обеих стадий процесса для разных видов сырья и различных состояний такового может различаться. Исходя из этого, в промышленности используются сухой, мокрый и комбинированный способы производства цемента.

Сухой способ предполагает предварительное смешивание известняка и глины в машине для дробления/сушки и дальнейшее перемалывание компонентов в мельнице до однородного состояния сырьевой муки. После специального смешивания, называемого гомогенизацией, такая мука преобразуется в гомогенизационныйсилос, направляемый на обжиг. Прошедший обжиг силос вновь перемалывается с добавлением гипса. Готовый товарный продукт собирается в бункере для хранения или расфасовки.

При мокрой технологии сухие компоненты (известняк, глина, железосодержащие добавки) загружаются в дробилку, где смешиваются и дробятся до однородного состояния. После этого они поступают в мельницу, в которой после добавления воды проходят операцию мокрого помола с корректировкой в шламбассейне. Образовавшийся полуфабрикат (шлам) направляется на обжиг во вращающуюся печь. Дальнейшие этапы процесса аналогичны операциям при сухом способе. Ныне подобная мокрая технология считается устаревшей, поскольку сухой метод обеспечивает заметную экономию топлива, снижает трудовые затраты и дает более качественную продукцию.

Комбинированный способ не имеет жесткой технологической регламентации и зависит, прежде всего, от технических возможностей конкретного производителя. В одном случае сначала идет безводная стадия (при приготовлении смеси), затем — мокрая. В другом — сперва готовится водная суспензия, проходящая далее последовательные операции классического сухого метода.

Твердые отходы производства цемента, главным образом цементная пыль, относятся к группе неопасных для человека и допускаются к повторному использованию.

Технология производства цемента

Технология производства цемента довольно сложна, это поэтапный высокотехничный процесс. Причем качество конечного продукта зависит от множества факторов, которые непременно нужно учитывать. Из-за популярности и, можно сказать, универсальности данного строительного материала, конкуренция среди производителей велика. Потребитель же выбирает товар, исходя не только из его стоимости, но и характеристик.

Технология изготовления цемента: этапы

Строго говоря, есть две основных фазы в производстве цемента. Это изготовление клинкера из шлама либо сухой шихты (та, в свою очередь, получается из смеси природных материалов) и изготовление самого портландцемента методом измельчения гранул клинкера с добавками. Если говорить о первом этапе более подробно, то следует упомянуть разные способы получения клинкера.

1. Технология производства цемента сухим способом – составные части будущего клинкера (известняк, мел, глина, уголь, мергель) высушиваются в сушильных барабанах и измельчаются в порошкообразную массу. После этого смешиваются без использования воды – получается сухая шихта. Этот метод экономически целесообразен, если уровень влажности сырья достаточно низок – до 12 процентов. Тогда затраты на сушку компонентов ниже, чем расходы на мокрый метод.
2. Технология производства цемента мокрым способом предполагает использование воды. Из исходного сырья получается шлам с уровнем влажности от 30 до 50 процентов. Вещество перемешивается до однородного состояния и измельчается. После этого шлам подается в печь, предназначенную для обжига клинкера, где поддерживается температура более 1400 градусов Цельсия. На этом первый этап обработки завершается.
3. Технология получения цемента смешанным способом представляет собой соединение обоих перечисленных выше методов. В результате получается клинкер с усредненным показателем влажности – около 20 процентов. При этом изначально сухая шихта искусственно увлажняется, а мокрая – высушивается до нужного состояния. Далее этот материал также поступает на обжиг.

Ресурсосберегающая технология цемента

Шлаки металлургического производства (мартена, доменных печей и т.д.) могут использоваться в качестве сырья для производства цемента. Это не только удешевляет процесс изготовления, но и решает вопрос переработки шлаков. Щелочным компонентом при этом может быть щелочной раствор, который применяется с целью очистки металлических отливок. К сожалению, вместо рационального использования полезные материалы чаще попадают в шламонакопители.

Для производства шлакощелочного цемента технология будет несколько отличаться от метода изготовления портландцемента. Измельченный шлак смешивается с щелочной составляющей. Характеристики полученного материала также отличны от параметров портландцемента. Так, шлакощелочной бетон более морозостоек благодаря меньшей пористости цементной пасты. Шлакощелочной цемент не является хромосодержащим веществом (а портландцемент может содержать в разных количествах водорастворимые соединения хрома).

В производстве шлакощелочного цемента новые технологии почти не применяются – это давно известный материал, изобретенный еще в XIX веке. Однако в нашей стране этот метод изготовления цемента до сих пор не имеет столь обширного распространения, как за рубежом.

Производство цемента — как делают портландцемент

Цемент широко применяется в строительстве. Все знают что это такое и для чего он нужен. Но мало кто из нас знает как же он производится и самое главное из чего.

В этой статье вы сможете узнать об изготовление цемента. Давайте рассмотрим его производство на примере самого распространенного вида цементов — портландцемент.

Портландцемент — представляет собой искусственное минеральное гидравлическое вяжущее, получаемое посредством тонкого измельчения клинкера, создаваемого посредством обжига сырьевой смеси до спекания.

Для производства цемента берут сырьевую смесь, состоящую из трех частей известняка (носитель основного окисла — окись кальция) с одной частью глины, содержащей окислы кремния, алюминия, железа.

Иногда такие смеси встречаются в природе — это так называемые известковые мергели-натуралы. Однако такие месторождения чрезвычайно редки. Гораздо чаще встречаются известняки, которые содержат большее или меньшее количество глины, чем это требуется.

Поэтому к ним приходится добавлять чистый известняк (например мел), либо глину.

На большинстве цементных заводов пользуются искусственными смесями. Иногда вместо глины используют диатомит, трепел, глинистые сланцы, мергелистую глину, лесс, а также доменные шлаки или золу горючих сланцев,которые близки по своему химическому составу к глине!

Производство портландцемента складывается из трех основных производственных процессов: приготовления смеси, ее обжига и размола обожженного продукта (клинкера) в порошок.

В настоящее время существуют два основных способа производства: мокрый и сухой. Мокрый — более применим. Приготовление по мокрому способу осуществляется измельчением и смешением исходного сырья с водой.

В результате получается сметанообразная жидкость — шлам с содержанием воды 32—45%. По сухому способу исходные материалы предварительно высушивают и смешивают. Полученный порошок называют сырьевой мукой.

Сырьевая смесь по мокрому способу обжигается во вращающихся печах, по сухому — как во вращающихся печах,так и в шахтных. Вращающаяся обжиговая печь представляет собой металлический цилиндр длиной около 150 м и около 4 м в диаметре.

Цилиндр установлен горизонтально, с небольшим наклоном в сторону от входного отверстия. С одной стороны в эту печь подается шлам (или сырьевая мука), с другой мощной форсункой, действующей сжатым воздухом, в печь (непрерывно подается топливо — нефть, угольная пыль или горючий газ.

Благодаря наклону и вращению печи смесь известняка и глины под действием своей тяжести непрерывно движется навстречу огню, все больше нагреваясь. При этом по мере продвижения вдоль печи смесь претерплевает следующие изменения. При 100 градусах (в зоне подсушивания) она теряет свободную влагу.

Когда она проходит через зону с температурой 450 — 500° (зону подогрева), из нее выгорают органические примеси — вещества органического или растительного происхождения, а также (удаляется химически связанная влага, содержащаяся в глине. При температуре около 900 градусов (в зоне кальцинирования) начинается разложение известняка.

Затем при 1100 — 1200 начинается соединение окиси кальция с окислами кремния, алюминия, железа (происходят реакции в твердых фазах) с образованием кальциевых алюминатов и ферритов некоторых других соединений. Избыточная окись кальция при этом остается свободной. Эта реакция является экзотермической, поэтому участок печи называется экзотермической зоной.

Наконец, при 1400 — 1450° начинается спекание, т. е. частичное плавление сырьевой смеси, а также заканчивается соединением окиси кальция с другими окислами.

В этой зоне (зоне спекания) процесс спекания сопровождается частичным плавлением материала. По окончании обжига образуется спекшаяся твердая масса — клинкер, зерна зеленовато-серого или темно-серого цвета величиной с орех или горошину. Но это еще не цемент, а лишь его полуфабрикат. Далее клинкер охлаждают. Для этого рядом с печами устанавливают особые вращающиеся барабаны — холодильники.

В них клинкер охлаждается встречной струей воздуха. Пройдя холодильники, он поступает на склад,а оттуда на мельницу,где измельчается чугунными шарами в мелкий порошок. При помоле к клинкеру добавляют до 3% гипсового камня и до 5% гидравлических добавок. Эти добавки улучшают качество цемента и делают его производство дешевле.

P.S. В строительстве клинкером еще называется особый вид кирпича большой прочности. Его применение — главным образом для мощения дорог, улиц и полов в цехах промышленных зданий.

Посмотрите видео: Производство цемента

Производство цемента в России

Среди различных строительных материалов цемент занимает главенствующие позиции как наиболее распространённый вяжущий материал для изготовления изделий и конструкций высочайшей прочности (бетон, железобетон, асбестоцементные изделия). Основные потребители – строительные компании, которые создают спрос на цементном рынке и являются движущей силой в производстве и создании новых видов цемента.
На сегодняшний день выпускают портландцемент, шлакопортландцемент и глиноземистый цемент, которые отличаются составом и специальными добавками.

Основу цемента составляют следующие сырьевые материалы: известняк, глина, мергель (разновидность камня), мел, гипс, а также вода, которые в процессе производства при дроблении и смешивании образуют сырьевую смесь.

Различают два способа приготовления такой смеси – сухой и мокрый.

Сухой способ является наиболее экономным, поэтому активно применяется во многих странах. Здесь не требуется вода. Вся сырьевая масса смешивается и обжигается в специальных клинкерных печах.

Мокрый способ не потерял свою актуальность, особенно на российских предприятиях. В производстве цементной смеси используется вода, которая на конечном этапе выпаривается в печи.

Российский рынок цемента представлен примерно 30 крупнейшими производителями, среди которых наиболее заметными являются холдинг «Евроцемент груп» и ОАО «Группа ЛСР», распространившие свою деятельность в разных регионах России. Не менее известными также являются следующие Российские цементные заводы: это ОАО «Искитимцемент», ОАО «Новотроицкий цементный завод», Сланцевский цементный завод «Цесла», холдинг «Сибирский цемент», Серебряковский цементный завод и другие предприятия, расположенные в основных потребительских и сырьевых районах страны.

Технологии производство цемента — сухой и мокрый способы

Цемент пользуется огромной популярностью в строительстве. Его применяют как самостоятельно, так в качестве компонента многих строительных составов (к примеру, в производстве железобетона и бетона). Изготовление цемента – дорогостоящий и энергоемкий процесс. Заводы размещают в непосредственной близости к месту добычи сырья, из которого в дальнейшем будет создаваться продукт.

Производство цемента включат 2 этапа:

• получение клинкера,
• измельчение клинкера и введение добавок.

На получение клинкера приходится приблизительно 70% себестоимости стройматериала.

Начинается все с добычи сырьевых материалов. Как правило, добыча известняка осуществляется путем сноса части горы, после которого  открывается слой желто-зеленого известняка. Глубина залегания известнякового слоя – приблизительно 10 м, толщина – в среднем 0,7 м. После того, как сырье доставлено на завод, производится обжиг в специальной печи при температуре +1450°С, в результате которого получают клинкер.

На второй стадии производства цемента осуществляют дробление клинкера, гипсового камня, сушка добавок. Затем производится помол клинкера вместе с добавками и гипсом. Гипс добавляют в размере 5% от общей массы, добавки вводят в зависимости от типа смеси.

Однако, учитывая тот факт, что технические и физические характеристики сырьевого материала могут отличаться, для каждого типы сырья предусмотрен свой способ подготовки.

Способы производства цемента:

• мокрый,
• сухой,
• комбинированный.

Изготовление цемента мокрым способом

Мокрый способ предусматривает изготовление цемента с применением карбонатного компонента (мела) и силикатного компонента (глины). Также используются железосодержащие добавки (пиритные огарки, конверторный шлам и пр.). Влажность мела не должна быть более 29%, а влажность глины – не выше 20%. Называется этот способ производства цемента тому, потому что измельчение сырья осуществляется в воде, на выходе образуется шихта в виде суспензии на водной основе. Влажность шихты – 30-50%. Далее производится обжиг шлама в печи, в результате которого выделяется углекислота. Образовавшиеся шарики-клинкеры перемалывают в тонкий порошок под названием цемент.

Производство цемента сухим способом

Данный способ по праву считается наиболее экономически выгодным. Особенность его в том, что на всех стадиях используются материалы только в сухом состоянии. Выбор схемы производства цемента определяется химическими и физическими характеристиками сырья. Наиболее востребованным признано изготовление материалов во вращающихся печах, в котором используются глина и известняк.

После того, как глина и известняк прошли измельчение в дробилке, их сушат до требуемого состояния (влажность — не более 1%). Просушка и измельчение производиться в сепараторной машине, после чего смесь отправляется в циклонные теплообменники, где находится не боле 30 секунд. Далее идет стадия, на которой производиться обжиг сырья с дальнейшим перемещением в холодильник. Затем клинкер направляется на склад, где происходит его перемалывание и фасовка. Подготовка гипса и добавок, а также хранение и транспортировка цемента идентичны тем, которые производятся при мокром способе.

Комбинированный вариант производства цемента

Шлам получают «мокрым» способом, после чего смесь  обезвоживается в специальных фильтрах до того момента, пока уровень влажности не достигнет 16-18%. Далее сырье отправляют на обжиг. Второй вариант комбинированного способа производства цемента предусматривает сухое изготовление сырьевой массы, в которую затем вводят 10-14% воды и гранулируют. Размер гранул не должен превышать 15 мм. Далее производится обжиг.

Для каждого способа производства используют свое оборудование и определенную последовательность операций.

Современные производства ориентируют деятельность на получение материала сухим методом. Его по праву считают будущим цементной промышленности.

Как производится цемент

Портландцемент является основным ингредиентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем, чтобы затвердеть.

Цемент производится с помощью строго контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.

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

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

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

Самый распространенный способ производства портландцемента — сухой метод. Первый шаг — это добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов. После добычи порода дробится. Это включает в себя несколько этапов.Первое дробление уменьшает размер камня до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые дробилки для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.

Дробленый камень смешивается с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчается, смешивается и подается в цементную печь.

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

Тонко измельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. На нижнем конце — ревущий взрыв пламени, произведенный точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативных видов топлива или газа с принудительной тягой.

По мере того, как материал движется через печь, определенные элементы уносятся в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкер.Клинкер выходит из печи серыми шарами, размером с мрамор.

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

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

Хотя сухой процесс является самым современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в США используется мокрый процесс. Эти два процесса по сути схожи, за исключением мокрого процесса, когда сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

Сырье для производства цемента | Решения Charah®

БАУКСИТ

Бокситы относятся к химическому семейству: гидроксид / оксид металла.Это осадочная порода, встречающаяся в природе, без химической обработки и содержащая один или несколько минералов гидроксида алюминия. Подавляющее большинство всех добываемых бокситов используется для производства металлического алюминия.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Бокситы являются богатым источником алюминия в качестве сырья для производства портландцемента.

ЯСЕНЬ ВНИЗ

Большая часть шлаков образуется в результате сжигания пылевидного угля во взвешенном состоянии в современных котельных, используемых на угольных электростанциях. Более тяжелые частицы золы падают на дно котла (зольный остаток), а более легкие частицы остаются в газовом потоке и обычно собираются в электрофильтре в виде летучей золы. Зольный остаток часто смывается водой со дна котла и собирается в отстойнике, откуда его можно восстановить.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Зольный остаток может использоваться как источник алюминия, оксида железа и кремнезема при производстве портландцемента.

ГЛИНА

Каолиновая глина — это природный минерал, обычно белого или коричневого цвета (диоктаэдрическая филлосиликатная глина), получаемый в результате химического выветривания минералов силиката алюминия, таких как полевой шпат.Он широко используется после кальцинирования в качестве основного ингредиента при производстве в Китае.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Каолиновая глина придает портландцементу благоприятные пуццолановые свойства и может использоваться для увеличения его прочности и устойчивости к сульфатному воздействию, при этом уменьшая коррозию, проницаемость и осветляя цвет готового бетона.

ЯСЕНЬ FLY

Летучая зола — это побочный продукт в электроэнергетике, получаемый механическим или электростатическим осаждением порошкообразного материала, полученного из дымовых газов в котле, в котором используется пылевидный уголь.Они состоят из сферических стекловидных частиц и могут обладать пуццолановыми свойствами.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Летучая зола может эффективно использоваться в качестве источника глинозема и кремнезема в сырьевой смеси в процессе производства цемента.

ГРАНУЛИРОВАННЫЙ ШЛАК ПЕЧИ (GBFS)

Гранулированный доменный шлак (GBFS) — ценный побочный продукт производства стали. Железо извлекается из железной руды, которая происходит в доменной печи, где руда, известняк или доломит и топливо (кокс) вводятся в печь, чтобы способствовать отделению расплавленного железа от примесей.После извлечения из доменной печи шлак находится в расплавленном состоянии. GBFS формируется путем быстрой закалки расплавленного шлака большим количеством воды. Это основной ингредиент при производстве шлакового цемента.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Обычное применение GBFS — обеспечение дополнительной прочности и долговечности, а также улучшение отделки цемента и бетона при одновременном снижении общей стоимости производства.

ГИПС ПРИРОДНЫЙ

Гипс — это природный минерал, который добывают во многих местах по всему миру.Природный гипс химически известен как дигидрат сульфата кальция или CaSO4 2h3O, который, по сути, имеет тот же химический состав, что и синтетический гипс.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Натуральный гипс добывается как натуральное сырье для использования в строительных изделиях, таких как гипсокартон, добавки для цемента и штукатурка. Он также используется в качестве удобрения и в качестве основного компонента в меловых досках и тротуарах.

ПОЗЦОЛАН

Пуццолан используется для укрепления и повышения прочности цемента.Пуццоланы представляют собой некристаллические материалы на силикатной основе, которые реагируют с гидроксидом кальция, образующимся при гидратации цемента, с образованием дополнительных вяжущих материалов. В зависимости от размера частиц, химического состава и дозировки различные пуццоланы по-разному влияют на прочность и характеристики бетона и в разное время во время отверждения.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Пуццолан используется в качестве дополнительного вяжущего материала для усиления и повышения прочности бетона и цемента.

КРЕМНИЕВОЙ ДЫМ

Дым кремнезема, также известный как MicroSilica, является побочным продуктом при производстве металлического кремния или сплавов ферросилиция. Основным ингредиентом микрокремнезема является аморфный (некристаллический) диоксид кремния. Отдельные частицы чрезвычайно малы, приблизительно 1/100 размера средней частицы цемента. Его средний диаметр гранул 0,15 ~ 0,20 мкм, удельная поверхность 15000 ~ 20000 м2 / кг.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Благодаря мелким частицам, большой площади поверхности и высокому содержанию SiO2 микрокремнезем служит очень реактивным, сильным пуццоланом при использовании в производстве цемента и бетона.

ГИПС СИНТЕТИЧЕСКИЙ

Синтетический гипс — это гипс химического производства, который обычно считается побочным продуктом, который образуется в различных производственных, промышленных или химических процессах. Важно отметить, что синтетический гипс и натуральный гипс по существу имеют одинаковый химический состав, оба из которых состоят преимущественно из дегидрата сульфата кальция или CaSO4 2h3O. Синтетический гипс — это побочный продукт процесса, который снижает потребность в разработке природных месторождений.

ПРИМЕНЕНИЕ:

Подобно натуральному гипсу, синтетический гипс используется для изготовления строительных изделий, таких как гипсокартон, добавки для цемента и штукатурка.

СЫРЬЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА

Основными материалами, используемыми в производстве цемента, являются минералы, содержащие оксид кальция, силекс, глинозем и оксид железа.

Эти компоненты редко встречаются в одном виде сырья; поэтому для производства цемента выбирается сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов:

КАРБОНАТНЫЙ КОМПОНЕНТ (с высоким содержанием кальция) содержится в сырьевой смеси в количестве 76-80%:

• Известняк. Твердость по шкале Мооса 1,8-3,0. Чем старше геологическая фракция, тем тверже. Одна из разновидностей липового шпата — мрамор.
• В отличие от известняка, он имеет более рыхлую землистую структуру; следовательно, это относится к специально разработанному сырью для влажного производства. Мел — сырье мягкое, дробления не требует.
• Мергель — известняк с примесью силекса и глинистых веществ, а также оксида железа, переходный этап к глине. Твердость мергеля ниже твердости известняка. Чем больше глинистых веществ, тем ниже его твердость.Это отличное сырье для производства цемента.

Каждый из этих материалов имеет разный коэффициент измельчения. Чем выше коэффициент измельчения, тем больше измельчение этого материала. Коэффициенты измельчения для основного сырья при производстве цемента приведены в таблице ниже.

Шлифованный материал	Коэффициент помола
Клинкер с вращающейся печью	1,00
Клинкер шахтной печи	1. 15-1,25
Шлак доменный гранулированный	0,55–1,10
Мел	3,70
Глина	3,00–3,50
Марл	1,40
Известняк	1,20
Песок кварцевый	0,60–0,70

КОМПОНЕНТ ГЛИНЫ (содержит мало извести)

Глинистые минералы имеют мелкозернистую структуру; размер зерна не превышает 2 мкм.

КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

Корректирующие добавки добавляются в случаях, когда химический состав сырьевой смеси не соответствует установленным требованиям. Например, песок, триполи используются для увеличения кремнезема. При недостатке оксида железа для снижения температуры спекания клинкера и увеличения коэффициента насыщения добавляют пиритовый огарок, железную руду. Это приводит к экономии газа при горении. Карбонатные и глинистые компоненты используются для обеспечения необходимого содержания CaCO3.Они имеют разные карбонатные компоненты CaCO ₃ (титр). Карбонатный компонент содержит до 97% CaCO3, глина — около 10%. Необходимо добиться, например, титра 80%. Поэтому на цементных заводах бывают отстойники с высоким и низким содержанием титра. Ил из бассейнов смешивается в определенных пропорциях.

В связи с этим каждый цементный завод имеет свой уникальный состав сырья для производства готовой продукции. Например, смесь материалов, используемых некоторыми цементными заводами Украины.

— известняк, глина, шлак;

— мергель, мел; золы 2,5%;

— известняк, глина + суглинок, корректирующие добавки;

— известняк-ракушечник; красноватая глина;

— промывка угля, жмыха, шлака;

— мергель, суглинок, пиритный шлак.

Выбор состава смеси материалов с полезными компонентами обычно определяется географическим положением завода и поставкой сырья.

Единственная общая черта всех заводов по производству цемента — сложность измельчения исходного материала, так как материал достаточно твердый и имеет высокую абразивность.

Именно поэтому при измельчении материалов в трубных мельницах этой отрасли используются высококачественные мелющие шары с высокой твердостью по всему сечению. Компания Энергостил на протяжении 10 лет поставляет мелющие шары на цементные заводы не только Украины, но и зарубежья.

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 мелкодисперсного порошка, который смешивают с водой и заполнителями, чтобы получить портландцементный бетон (PCC). Портландцемент состоит из силикатов кальция, алюминатов кальция, алюмоферритов кальция и обычно небольшого количества гипса. Когда в цемент добавляется вода, минералы кальция гидратируются и образуют гель. Этот гель скрепляет заполнитель в бетоне.

Существует восемь типов портландцементов, каждый из которых имеет особые свойства и химические требования.Однако производственный процесс по сути тот же и является продуктом работы печи. Производство цемента — это двухэтапный процесс. Такие материалы, как известняк, содержащий оксид кальция, смешиваются с кремнеземом и глиноземными материалами, такими как песок, сланец или глина. Сырье обычно сушится и измельчается, а затем смесь нагревается во вращающейся печи с образованием клинкера. Затем клинкер смешивают с гипсом и другими материалами и измельчают до мелкого порошка (сито 200 меш), известного как портландцемент.

Как литейный песок используется при производстве портландцемента?

Литейный песок считается «альтернативным материалом», который может заменить первичное сырье. Сырье, используемое при производстве портландцемента, должно содержать соответствующие пропорции оксида кальция, кремнезема, глинозема и оксида железа. Смеси портландцемента обычно содержат 10-12% диоксида кремния по весу и оксидов алюминия и железа (2-5% по весу). Эти минеральные компоненты являются важными компонентами большинства формовочных песков, которые, следовательно, могут заменять первичные минералы.Согласно исследованию, проведенному Портлендской цементной ассоциацией в 2008 году, 13 из цементных печей страны получали формовочный песок. Измельченный ваграночный шлак также может использоваться в качестве сырья для производства цемента.

Как портландцемент работает с литейным песком?

, изготовленный с использованием формовочного песка, соответствует всем требованиям к качеству и характеристикам портландцемента, изготовленного исключительно из первичных материалов. Исследование Американского литейного общества показало, что портландцемент, изготовленный из формовочного песка, может иметь более высокую прочность на сжатие, чем портландцемент, изготовленный из обычного сырья.

Литейный песок используется в качестве исходного сырья при производстве портландцемента. Различные типы портландцемента имеют разные химические и физические требования из-за различного использования цемента. Стандарт ASTM C-150, Стандартные спецификации для портландцемента, обозначает различные типы портландцемента.

Какие технические проблемы связаны с литейным песком при производстве портландцемента?

Химическая консистенция формовочного песка более важна, чем физические характеристики при определении пригодности для производства портландцемента.Содержание кремнезема в формовочном песке превышает минимальное 80% -ное содержание кремнезема, которое требуется для обжига портландцемента, и наличие других элементов, таких как железо и алюминий, является преимуществом. Содержание глины в формовочном песке может быть проблемой, если она создает проблемы с текучестью в цементных печах с процессами смешивания влажного сырья.

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

Существуют ли какие-либо особые проблемы обеспечения / контроля качества, о которых необходимо знать поставщикам и / или конечным пользователям?

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

Литейный песок, предназначенный для цементной печи, должен быть просеян, чтобы на нем не было мусора, торцов керна, постороннего металла и посторонних материалов. В частности, посторонний металл может повредить системы подачи печи. Стыки керна можно измельчать и смешивать с другими потоками песка, если сохраняется химическая консистенция. Следует избегать использования формовочного песка из силиката натрия, поскольку этот конкретный тип связующего изменяет химический состав цемента.Самым большим препятствием для увеличения использования формовочного песка в производстве цемента является получение необходимого количества просеянного песка на постоянной основе.

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

Ассоциация портландцемента разработала программу по повышению устойчивости производства и использования портландцемента. 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 — это очень энергоемкая промышленная деятельность. В дополнение к сокращению использования первичного материала, использование формовочного песка позволяет экономить энергию за счет исключения добычи, дробления и измельчения первичного сырья до размера зерна.

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы получить дополнительные ресурсы и информацию о цементе.

Портлендская цементная ассоциация
http: // www.цемент.org/manufacture/

Производство цемента — обзор

6.5 Использование дополнительных вяжущих материалов для сокращения выбросов CO

Производство цемента является одним из крупнейших источников выбросов CO ₂ . SCM частично или полностью использовались в качестве замены цемента или мелких заполнителей в строительстве для снижения спроса на цемент и соответствующих выбросов CO ₂ (Al-Harthy et al., 2003; Babu and Kumar, 2000; Bondar and Coakley, 2014). ; Cheng et al., 2005; Цзя, 2012; Хан и Сиддик, 2011 г . ; Кунал и др., 2012; Лимбахия и Робертс, 2004; Лотенбах и др., 2011; Маслехуддин и др., 2009; Наджим и др., 2014; Ночая и др., 2010; Сиддик, 2011; Сиддик и Беннасер, 2012 г .; Toutanji et al., 2004). Некоторыми из установленных SCM являются летучая зола, микрокремнезем, доменный шлак, стальной шлак и т. Д. Пуццолановые материалы, такие как летучая зола, стальной шлак и цементная пыль (CKD), при использовании в качестве замены цемента, улучшают долговечность Срок действия бетона, так как пуццолановая реакция требует времени.Но прочность SCM в раннем возрасте вызывает беспокойство, поскольку уменьшение содержания цемента вызывает меньшую гидратацию и, как следствие, меньшее образование геля CSH (Lothenbach et al., 2011). Проблема низкой ранней прочности SCM может быть решена путем отверждения карбонизацией в раннем возрасте.

Помимо секвестрации CO ₂ , отверждение карбонизацией также действует как механизм активации SCM (Monkman et al., 2018). Многие исследования пытались оценить влияние ACC на использование SCM (Monkman and Shao, 2006; Sharma and Goyal, 2018; Zhan et al. , 2016; Zhang et al., 2016; Чжан и Шао, 2018). ACC не только увеличивает степень гидратации альтернативных вяжущих материалов, но также улучшает характеристики бетона в раннем возрасте. Монкман и Шао (2006) оценили карбонизацию доменного шлака, летучей золы, шлака электродуговой печи (ЭДП) и извести. Все четыре материала по-разному реагировали при отверждении карбонизацией в течение 2 часов. Летучая зола и известь показали самую высокую степень карбонизации, за ней следовали шлак из EAF, тогда как измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS) показал наименьшую реакционную способность по отношению к CO ₂ .Кальцит был основным продуктом реакции летучей золы, извести и шлака EAF, тогда как арагонит был получен карбонизацией GGBS. Шарма и Гоял (2018) изучали влияние ACC на цементные растворы, изготовленные с использованием CKD в качестве замены цемента. Было обнаружено, что ACC улучшает прочность цементных растворов в раннем возрасте на 20%, даже для растворов с более высоким содержанием CKD. В нескольких исследованиях была предпринята попытка оценить способность вяжущих стальных шлаков улавливать CO ₂ (Bonenfant et al., 2008; He et al., 2013; Huijgen et al., 2005; Huijgen and Comans, 2006; Ukwattage et al., 2017). Присутствие компонента C ₂ S в стальном шлаке делает его потенциальным вяжущим материалом, который может действовать как поглотитель углерода для связывания CO ₂ (Johnson et al., 2003).

Zhang et al. (2016) в своем исследовании обнаружили, что бетон из летучей золы более реактивен к CO ₂ по сравнению с бетоном из OPC. С уменьшением содержания OPC образовалась пористая микроструктура из-за недостаточной реакции гидратации.Увеличенное расстояние между зернами цемента способствовало более высокой вероятности реакции с CO ₂ и, следовательно, более высокой степени связывания CO ₂ . Характеристики SCM, подвергнутых отверждению карбонизацией, в значительной степени зависят от тонкости материала и посткарбонизации от содержания воды. Более мелкий размер частиц SCM обеспечивает более высокую удельную площадь для эффективной реакции карбонизации. В связи с этим во многих исследованиях было замечено, что бетон, изготовленный с использованием SCM, имел лучшую реактивность по отношению к CO ₂ , чем OPC (Monkman and Shao, 2006).Посткарбонизация содержания воды также играет доминирующую роль в определении производительности SCM. Посткарбонизация с достаточным содержанием воды необходима для полной гидратации и пуццолановой реакции SCM (Monkman and Shao, 2006).

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но, в более узком смысле, связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве. Цементы этого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой затвердевают.Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическую комбинацию цементных смесей с водой, которая дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности. Из-за их гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них — портландцемент.

процесс производства цемента

Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья, обжига измельченных и смешанных ингредиентов до окончательного охлаждения и хранения готового продукта.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматривается историческое развитие цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств. Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, таким как шлакосодержащий цемент и высокоглиноземистый цемент. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры.Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».

Применение цемента

Цемент может использоваться сам по себе (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешивается с инертным материалом, известным как заполнитель. Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее приблизительно 5 мм (0,2 дюйма). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей составляет от 19 до 25 мм (0.От 75 до 1 дюйма), но крупный заполнитель также может достигать 150 мм (6 дюймов), когда бетон помещается в большие массы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей. Бетон используется для самых разных строительных целей. Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется при производстве кирпича, черепицы, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий. Продукция собирается на заводах и поставляется готовой к установке.

бетон

Заливка фундамента дома.

Karlien du Plessis / Shutterstock.com

Производство цемента чрезвычайно широко, поскольку бетон сегодня является наиболее широко используемым строительным материалом в мире.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Бетон против цемента: в чем разница?

Бетон против цемента: в чем разница?

Люди часто используют термины «цемент» и «бетон» как синонимы.

Что аналогично использованию слов «мука» и «пирог» как синонима.

Это не одно и то же.

Цемент, как и мука, является ингредиентом.

Для изготовления бетона смесь портландцемента (10-15%) и воды (15-20%) сделать пасту. Затем эта паста смешивается с заполнителями (65-75%) , такими как песок и гравий или щебень. Когда цемент и вода смешиваются, они затвердевают и связывают заполнители в непроницаемую каменную массу.

Следовательно:
Цемент + Заполнители + Вода = Бетон.

Примечание. Портландцемент — это общий термин, обозначающий тип цемента, который используется почти во всех бетонах.

Именно бетон мы ассоциируем с прочным, долговечным конструкционным строительным материалом, который широко используется в строительстве от мостов до зданий и тротуаров.

И цемент в нем является главным связующим веществом.

Итак, из чего делают цемент?

Как мы знаем, цемент — это основной ингредиент, из которого делают бетон.

Но цемент — это не какой-то природный органический материал — он производится путем химической комбинации 8 основных ингредиентов в процессе производства цемента.

8 основных ингредиентов цемента:

^{Известь (оксид кальция или гидроксид кальция) 60-65%, диоксид кремния (диоксид кремния) 17-25%, оксид алюминия (оксид алюминия) 3-8%, магнезия (оксид магния) 1-3%, оксид железа 0,5-6% , Сульфат кальция 0,1-0,5%, Триоксид серы 1-3%, Щелочь 0-1%.}

Эти ингредиенты обычно извлекаются из известняка, глины, мергеля, сланца, мела, песка, бокситов и железной руды.

Как производится цемент?

Мы проведем вас через каждый этап процесса производства цемента — от минералов в земле до цементного порошка, который помогает создавать бетон.

1. Добыча сырья

Сырье, в основном известняк и глина, добывается из карьеров взрывным способом или бурением с использованием тяжелой горной техники.

Сырье после добычи перемещается, а затем транспортируется к дробилкам через самосвалы.

Дробилки могут работать с кусками карьерной породы размером с масляный барабан.

2. Измельчение

Известняк дробится в первой дробилке для измельчения породы до максимального размера около 6 дюймов.

Затем его подают во вторую дробилку со смешиванием глин для уменьшения размера частиц менее 3 дюймов.

Выгруженная сырьевая смесь (известняк 70%, глины 30%) направляется в бункер сырьевой мельницы для последующего измельчения.

Другое сырье, используемое в производстве цемента, называемое добавками, также хранится в отдельных бункерах.

3. Сушка и измельчение

Сырьевая смесь и необходимые добавки подаются из бункеров в сырьевую мельницу через нагнетатели для сушки и измельчения.

Сырьевая мельница содержит две камеры — сушильную и помольную.

Горячие газы, поступающие из системы подогревателя / печи, поступают в мельницу и сушат сырьевые материалы перед тем, как попасть в следующую камеру, которая является камерой измельчения.

Камера измельчения содержит определенное количество шарового заряда различных размеров от 30 мм до 90 мм, которые используются для измельчения материала.

Затем он подается в сепаратор, который отделяет мелкий и крупный продукт. Последний, называемый браком, отправляется на вход мельницы для переточки.

Затем горячий газ и мелкие частицы попадают в многоступенчатый «циклон».Это необходимо для отделения мелкодисперсных материалов от газов.

Полученная сырая мука, состоящая только из очень тонких сырьевых материалов, подается в бетонный бункер.

Оттуда сырьевая мука, извлеченная из силоса, теперь называемая питанием для печи, подается в верхнюю часть печи предварительного нагревателя для спекания.

4. Спекание

Система печи с подогревателем состоит из многоступенчатого циклонного подогревателя, камеры сгорания, стояка, вращающейся печи и колосникового охладителя.

В подогревателе сырье для печи предварительно нагревается горячим газом, поступающим из камеры сгорания и вращающейся печи. Затем он частично кальцинируется в камере сгорания и стояке.

Сырье затем перемещается во вращающуюся печь, где оно перегревается примерно до 1400 ° C с образованием компонентов клинкера посредством процесса, называемого спеканием.

Тепло вырабатывается при сжигании топлива во вращающейся печи с основной горелкой и в камере сгорания с помощью вытяжных вентиляторов подогревателя или вентиляторов внутреннего сгорания печи. Для сжигания часто используют уголь, природный газ, мазут и нефтяной кокс.

Спекание — это процесс, когда химические связи сырьевой муки разрушаются под воздействием тепла, рекомбинируя с образованием новых соединений, которые образуют вещество, называемое клинкером.

Клинкер выходит из печи в виде очень горячих мелких темно-серых узелков размером от 1 мм до 25 мм.

Он падает на решетчатый охладитель для охлаждения с приблизительно 1350-1450 ° C до приблизительно 120 ° C за счет использования различных охлаждающих вентиляторов.

Часть горячего воздуха, отводимого из охладителя, используется в качестве вторичного и третичного воздуха для сжигания во вращающейся печи и камере сгорания соответственно.

Охлажденный клинкер выгружается из холодильника на лотковый конвейер и транспортируется на склад клинкера, готовый к транспортировке на цементные мельницы через вентиляторы внутреннего диаметра цементной мельницы.

5. Помол цемента

На цементных мельницах клинкер смешивают с другими добавками, необходимыми для производства определенного типа цемента.Гипс для OPC, известняк для известнякового цемента и шлак для шлакового цемента.

Затем шаровая мельница измельчает корм до мелкого порошка.

Затем мелкий порошок направляется в сепаратор, который разделяет мелкий и крупный продукт. Последний направляется на вход мельницы на доизмельчение.

Готовый продукт хранится в бетонных силосах как цемент.

Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен.

6. Конечный продукт

Цемент теперь готов к транспортировке компаниям по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Наша технология с бронированным вентилятором обеспечивает сверхнадежную работу в цементных процессах при перемещении, перемешивании, нагревании и охлаждении.