Цемент из чего производят: Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Содержание

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

Химический состав, %					Характеристика
CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	Другие оксиды	Характеристика
Портландцемент
63…66	21…24	4…8	2…4	3…5	Нормально твердеющий
Глиноземистый цемент
35…43	5…10	39…47	2…15	1,5…2,5	Быстро твердеющий

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

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.

циклы производства цемента

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.

Из чего делают цемент, его виды и состав

Все о компонентах и способах производства цемента

Состав и характеристика компонентов

Разновидности вяжущего

Три способа изготовления

Материал используется очень широко. Его применяют как самостоятельный продукт и вводят в растворы. Все это благодаря свойству сухой смеси — она может становиться пластичной при добавлении воды и через некоторое время отвердевать, превращаясь в подобие камня. Ее характеристики несколько варьируются в зависимости от состава, поэтому важно знать, из чего делают цемент.

В его составе всегда пять основных ингредиентов. Разберем их на примере портландцемента, одной из самых востребованных разновидностей:

окись кальция — не меньше 61%;
кремния диоксид — не менее 20%;
глинозем около 4%;
окись железа — не меньше 2%;
окись магния — не менее 1 %.

Необходимые минералы добывают открытым способом, это:

Карбонатные породы: доломит, мергель, ракушечник, мел и другие известняки.
Глинистые породы: лесс, суглинки, сланцы.

В качестве добавок используются апатиты, плавиковый шпат, кремнезем, глинозем и т.д.

В продажу поступает множество разновидностей цемента. Они отличаются друг от друга по целому ряду характеристик:

Прочность. Важнейший показатель, который указывается на маркировке. Она выполняется в виде буквы М и цифры. Последняя и обозначает прочность. Ее определяют в результате проведения технических испытаний.
Фракция. Определяется помолом смеси. Чем он тоньше, тем более качественной считается продукция. Идеальным считается состав из крупных и мелких частиц, поскольку только тонкий помол требует слишком большого количества воды при замесе.
Скорость отвердевания. Варьируется путем введения в смесь гипса. В зависимости от назначения продукта может существенно различаться.
Морозоустойчивость. Определяется реакцией на цикл замораживание и размораживание. Материал характеризуется количеством таких циклов, которые он выдерживает без изменения своих свойств.

В зависимости от области применения выделяется несколько типов цементных смесей.

Портландцемент

Отвердевает на воздухе и в воде. Минеральные добавки отсутствуют. Широко используется для возведения разноплановых монолитных конструкций.

Сульфатостойкий

Его особенность — повышенная устойчивость к химическим агрессивным средам. Характеризуется невысоким коэффициентом насыщения. Это позволяет применять сульфатостойкий цемент для строительства гидротехнических, подземных сооружений и т.п.

Пуццолановый

Может считаться разновидностью сульфатостойкого, но с добавлением активных минералов. Медленно отвердевает, имеет высокую водостойкость. Используется для гидротехнического строительства.

Глиноземистый

Повышено содержание окиси кальция и глинозема. Это позволяет смеси быстро отвердевать. Применяется для изготовления быстро твердеющих жаростойких и строительных растворов, которые находят применение при ремонтных работах, скоростном строительстве, зимнем бетонировании и т.д.

Кислотоупорный

В состав входит кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Замешивается не водой, а жидким стеклом. Используется для получения кислотостойких покрытий. Не выдерживает постоянного воздействия воды.

Пластифицированный

Изготавливается со специальными добавками, придающими морозостойкость и повышенную подвижность приготовленным на этом цементе растворам. Они приобретают большую прочность, лучше сопротивляются коррозионным воздействиям и отличаются повышенной водонепроницаемостью.

Шлакоцемент

В его рецепт включается шлак, процент содержания которого может варьироваться от 20% до 80% от массы продукта. Это удешевляет материал, замедляет скорость его отвердевания и увеличивает жаростойкость. Применяется для возведения наземных, подводных и подземных объектов.

Технология изготовления заключается в получении и последующем измельчении клинкера. Так называются гранулы, которые являются промежуточным продуктом производства. Их состав всегда неизменен. Это известняк и глина, смешанные в пропорции 3:1. В природе существует минерал, полностью идентичный по составу клинкеру. Он называется мергель. Однако его запасы ограничены и не могут обеспечить потребность производства.

Поэтому на заводах используется искусственный аналог мергеля. Для его получения необходимые ингредиенты тщательно смешиваются в больших емкостях специальными барабанами. Подготовленная таким образом масса подается в печи, где обжигается около четырех часов. Температура процесса составляет порядка 1500^оС. В таких условиях порошок начинает спекаться в небольшие гранулы. После остывания клинкерные зерна направляются на помол. Их измельчают в больших барабанах с шаровыми ситами грохотами. На этом этапе важно размолоть гранулы и получить порошкообразный продукт определенных размеров. Помол определяется размерами ячеек сита. Полученный порошок смешивается с необходимыми добавками, которые определяют марку и свойства продукта.

Несмотря на общую технологию, для производства состава в зависимости от свойств сырья могут использоваться три способа.

Сухой способ

Этот метод позволяет значительно сократить время и затраты на изготовление цементной смеси. Он предполагает несколько этапов:

Сырье дробится до получения зерен мелкой фракции.
Подготовленные гранулы сушатся до достижения нужной влажности. Это делается, чтобы облегчить последующие операции.
Ингредиенты смешивают в определенных пропорциях. После чего измельчают, получая муку.
Порошок подается во вращающуюся печь, где обжигается, но не спекается в гранулы.

После остывания готовый продукт направляется на склад или на участок фасовки.

Сухой способ считается наименее энергозатратным, а потому очень выгоден для производителей. К сожалению, он применим не для всех категорий сырья.

Мокрый способ

В некоторых случаях необходимо увлажнение подготовленного к производству материала. В таких случаях используется мокрый способ. Для приготовления клинкера, который состоит из известняка и глины, замешивается смесь из основных компонентов с добавлением воды. В результате получается вязкая масса, которую называют шламом.

Ее закладывают в печь, где происходит обжиг. В этом процессе из шлама формируются гранулы, которые после остывания отправляются на измельчение.

Комбинированный способ

Применяется для снижения стоимости готовой продукции. Представляет собой своеобразный симбиоз сухой и мокрой технологии. Изначально замешивается шлам, который впоследствии обезвоживается. Таким образом делают клинкер. Он поступает в печь, работающую по «сухой» технологии. Далее при необходимости проводится смешивание с наполнителями, и продукт готов. Более подробно процесс показан на видео.

Качество цемента во многом зависит от сырья, из которого он произведен, и точности соблюдения всех технологических этапов. Учитывая, что характеристики изготовленных из него строительных материалов определяются качеством смеси, стоит обратить на нее самое пристальное внимание.

производство цемента, виды, марки цемента, про цемент.

Цемент — один из немногих строительных материалов, без которого невозможно какое-либо строительство. Будь то монолитный небоскрёб из железобетона или деревянная избушка. Ведь только в сказке у избушки бывают куриные ножки. В жизни же — её «фундаментные ножки» из бетона. История создания и изобретение цемента заслуживают отдельного разговора и в рамки нашей рубрики никак не укладываются.

Так всё же из чего изготовлен портландцемент. Какие у него основные характеристики: виды, марки. Давайте, обо всём по чуть-чуть, но по сути. Так сказать — для общей информации. Начнём, пожалуй, с главного — с производства цемента.

Производство цемента

Если особо не вдаваться в подробности и поверхностно посмотреть на процесс, то производство цемента можно представить в виде трёх основных стадий:

Добыча и обработка сырья.
- Добывается известняк, глина, гипсовый камень.
- Добытый известняк дробят, сушат, измельчают и перемешивают в нужной пропорции с глиной. Примерно 75% известняка и 25% глины. Состав постоянно корректируется, в зависимости от характеристик используемых материалов.
- Таким образом получают шлам (мокрый, сухой или комбинированный метод)
Обжиг сырьевого состава и получение клинкера — следующий шаг в производстве цемента
- Шлам поступает в специальную печь, где происходит его обжиг при температуре около 1450 градусов.
- При этой температуре шлам спекается (почти как зерна керамзита), превращаясь в так называемый клинкер.
- Клинкер измельчают в специальных жерновах до порошкообразного состояния
Смешивание компонентов и получение портландцемента.
- В измельчённый клинкер добавляют примерно 5% гипса.
- В зависимости от марки и вида цемента, вводятся минеральные добавки (цифры д0, д5, д20 в маркировке)

Собственно, на этом производство цемента можно считать завершённым. Получившийся порошок является портландцементом ПЦ. Применение портландцемента настолько обширно, что перечисление цементной продукции может занять целую страницу. Собственно об этом можно почитать нашу статью цемент в производстве бетона и ЖБИ

Основные виды цемента

Белый цемент
Основное использование БЦ — изготовление строительных сухих смесей. По многим параметрам обгоняет обычный портландцемент: ускоренный набор прочности, повышенная стойкость к атмосферным воздействиям. Изначальная декоративность ЖБИ из БЦ позволяет эксплуатировать архитектурный железобетон — без дополнительной окраски и облицовки. ЖБИ из белого цемента — не темнеют, не выгорают, не желтеют от времени. Так же, БЦ используют в штукатурных растворах, для изготовления цветных поверхностей задекорированных под камень и т.д. Для этого, белый цемент смешивают с красящими пигментами.
Быстротвердеющий цемент
Зачастую, цементы, включающие в свой состав активные минеральные добавки, пользуются более низким спросом, нежели их бездобавочные собратья по цементному цеху. Причина тому — более медленный темп схватывания добавочного цемента. А подобная затяжка способна внести свои коррективы в сроки оборачиваемости опалубки, в скорость бетонирования, да и в весь строительный процесс в целом. Для того, чтобы строители не были привязаны к затянутым срокам схватывания цемента с минеральными добавками, многие цементные заводы выпускают цемент быстротвердеющий. Причём, быстротвердеющими бывают как добавочные, так и бездобавочные виды цемента. Например: Предприятие Мордовцемент производит и продаёт бездобавочный быстротвердеющий цемент м500 д0 в мешках и навал.
Расширяющийся цемент
РЦ получают из глиноземистого цемента и гипса. Отличается от остальных видов расширением при твердении. Почти все остальные виды дают усадку ( кроме ВБЦ и НЦ)
Водонепроницаемый безусадочный цемент
В основном, применяется при: гидроизоляции монолитных конструкций, заделке швов между железобетонными элементами, герметизации различных стыков, сооружении водонепроницаемых бетонных емкостей для хранения различных жидкостей.
Гидрофобный цемент
Цемент с введением специальных добавок, повышающих его стойкость к хранению и транспортировке во влажной среде, Так же, ГЦ используют, чтобы получить товарный бетон с повышенной влагонепроницаемостью и морозостойкостью до F1000
Глиноземистый цемент
Он же — аллюминатный и бокситный. Основное преимущество — бетоны из такого вяжущего быстрее набирают прочность: до 50% за сутки. Процесс твердения сопровождается большим количеством тепла, что может быть актуально при зимнем бетонировании.
Напрягающий цемент.
Расширяющийся при наборе прочности цемент, предназначенный для создания самонапряженных железобетонных конструкций, в т.ч. с использованием специальных видов арматуры. Растворы на таком вяжущем применяются при изготовлении трещиностойких (безусадочных), водонепроницаемых стыков, при капитальном ремонте и модернизации старых конструкций, увеличении их водонепроницаемости. Бетоны на основе НЦ — чемпионы по коэффициенту водонепроницаемости: до W20, что актуально при строительстве подвалов на грунтах с высоким УГВ, монолитных кровель, резервуаров, чаш бассейнов и т.д. — без устройства дополнительной гидроизоляции. Бетон, полученный из напрягающего цемента, первые 7-10 дней набора прочности должен находиться в среде с повышенной влажностью. Такие бетоны отличаются повышенной прочностью, влагонепроницаемостью и морозостойкостью.
Портландцемент
Портландцемент. Самый распространённый и используемый вид. Наверно 99% цемента, используемого в строительстве это — портландцемент ПЦ.
Пуццолановый цемент
Потрландцемент с введением добавок, содержащих тонкоизмельчённый активный кремнезём. Отличается увеличенным временем схватывания и пониженным тепловыделением. Что может быть актуально при бетонировании объемных конструкций. А именно: Крупные массивы свежеуложенного бетона вырабатывают большое количество тепла. Ведь гидратация цемента — всё же экзотермический процесс. Ну вырабатывают и вырабатывают, в чем проблема. А беда в том, что верхние слои бетона отдают тепло быстрее и больше, нежели те, что внутри. Теплопроводность то у бетона маленькая. Вот и получается неравномерность усадки. Одним словом — трескается.
Сульфатостойкий цемент
СЦ обладает повышенной защитой от разрушающего действия солей (сульфаты натрия, магния). Подробней про цемент сульфатостойкий. Применяется в производстве сульфатостойких бетонных смесей. (гидротехнические сооружения и т.д)
Тампонажный цемент
ТЦ применяют при тампонировании (заглушке) нефтяных и газовых скважин.
Шлаковый цемент
ШЦ, получают из молотого доменного шлака, с введением добавок активизаторов: гипса, извести и т.д.
Цветной цемент
ЦЦ получают введением в состав окрашивающих пигментов из белого цементного клинкера Основное предназначение ЦЦ — получение декоративных ЖБИ, не требующих дальнейшей обработки.

Марки цемента

Марочная прочность сродни марке бетона. Цифра марки соответствует устойчивости к осевому сжатию в кгс/кв.см или в МПа.
Как проверить марку цемента:

Определение марки осуществляют таким образом: замешивают раствор из цемента, с составом: 1:3, на стандартном песке, с водоцементным отношением 0.4. Из этого раствора в специальных формах отливаются балочки 4х4х16 см. Далее эти образцы помещают в специальную камеру либо просто накрывают колпаком ( не забыв поставить рядом сосуд с водой, для повышения влажности под колпаком). Выдерживают 24 часа. Затем балочки вынимают из опалубки-формы, и ставят в пропарочную камеру. Пропаривают и у полученных образцов проверяют прочность на изгиб. Используется специальный пресс. Полученные результаты умножают на соответствующие коэффициенты (для каждой марки цемента — они свои) и получают прочность на сжатие.

Импортный цемент уже давно маркируется в классах прочности на сжатие. Например: Cem 42.5 — минимальная (гарантированная) прочность на сжатие в возрасте 28 суток -42. 5 МПа.

Маркировка цемента в соответствии с ГОСТ 10178-85

тип – портландцемент, шлакопортландцемент. Указывается в виде аббревиатуры ПЦ и ШПЦ.
марка
наличие или отсутствие мин. добавок : д0, д5, д20 (процентный состав добавок). Например: м400 д20, или цемент м500 д0.
обозначение быстротвердеющего цемента литерой Б
пластификация и гидрофобизации цемента. Аббревиатуры ПЛ и ГФ.
обозначения цемента, изготовленного из клинкера нормированного состава. Литера Н
обозначения стандарта соответствия .

Классификация цемента в соответствии с ГОСТ 31108-2003.

У нас в России тоже постепенно вводятся классы цемента по прочности на сжатие. Пока это касается в основном портландцемента импортного производства. Наши российские цементные заводы не торопятся переходить на классы. Хотя, отдельные цемзаводы уже выпускают цемент, классифицируемый в соответствии с ГОСТ 31108-2003. Официальной датой начала «новой жизни» считается 1 января 2008 года. Именно тогда российским производителям цемента дали добро на новые обозначения. Однако, мало кто торопится это вводить в производство. Ну если только Мордовцемент полностью перешёл на новый ГОСТ. Большинство пока мечется. В общем, когда наконец произойдёт всеобщее «классовое равенство», основные характеристики портландцемента, в соответствии с ГОСТ 31108-2003, будут обозначаться так:

цем I — портландцемент
цем II – портландцемент с мин. добавками

Портландцемент с мин. добавками будет представлен в двух подтипах:

Подтип А — процентный состав мин добавок 6% — 20%,
Подтип В — присутствие в составе от 21 до 35% добавок.

Отличие по видам добавки: гранулированный шлак с литерой Ш, пуццолан – с литерой П. По классам прочности: 22,5; 32,5; 42,5 и 52,5, Цифры — обозначают минимальную (гарантированную) прочность цементного камня на сжатие в МПа в возрасте 28 суточного твердения.
Так же, для классов 32.5-52.5 вводятся дополнительные обозначения по прочности в возрасте 2 или 7 суток: литеры :Н нормальнотвердеющий, Б — быстротвердеющий. В виду того, что добавочные портландцементы отличаются более медленными сроками схватывания, что не совсем подходит для темпов современного строительства, цементные заводы выпускают портландцементы марок м400 д20Б и цем 42,5Б, входящие в категорию — быстротвердеющие. Уменьшение сроков набора прочности происходит за счёт применения цементного клинкера специального минералогического состава, либо за счёт более тонкого помола обычного цементного клинкера. Иногда, для ускорения сроков схватывания и твердения применяются специальные добавки для бетона.

Когда эта классификация портландцемента начнёт применяться в полной мере — остаётся только догадываться. Пока мы живём по своему стандарту. Причём, как и при производстве и продаже бетона: ну никак не хотим уходить от марок. Впрочем, это никому не мешает. Если так удобней заказчикам, то производители — не против :-)))

Предлагаем ознакомиться с другими материалами о цементе, размещёнными на нашем сайте.

из чего делают и какие пропорции

Цемент выполняет функцию вяжущего вещества. От его качества зависит окончательная прочность бетонного изделия. Многих начинающих строителей интересует вопрос про цемент – из чего делают, и от чего зависят его качества? Материал получают в процессе разрушения клинкера, гипса и добавок. Клинкер – это основное вещество в составе цемента, получающееся после спекания сырья, основу которого составляют глина и известняк. В составе могут присутствовать мергель, шлак из доменных печей, нефелиновый шлам.

Состав цемента

В вопросе, из чего сделан цемент, принципиальных изменений не было уже давно, состав сохранился с прошлых столетий. Основу всегда составлял клинкер, также в состав входят минеральные добавки с оптимальным содержанием 15-20 %. В такой концентрации минералы оказывают малозначимое влияние на эксплуатационные и технические характеристики. Если концентрация добавок свыше 20 %, свойства сильно изменятся, состав называют пуццолановый цемент.

Химический состав цемента:

алит (Са3SiO5) – увеличивает скорость взаимодействия с водой. Компонент важен на этапе приобретения прочности. В составе клинкера количество трёхкальциевого силита составляет 50–70 %;
белит (Ca2SiO4) – обеспечивает набор прочности на поздних этапах застывания. Изначально слабо реагирует на воду, увеличение прочности за счёт двухкальциевого силиката вначале практически не происходит. В клинкере содержится 15–30 %;

Цемент – вяжущая субстанция, которая имеет свойство твердеть в воде и на открытом воздухе

алюминатная фаза (Са3Al2O6) – при смешивании с водой провоцирует быструю реакцию, обеспечивает начальное схватывание. Для контроля за процессом застывания в состав добавляют гипс и подобные вещества. Трёхкальциевого алюмината содержится 5–10 %;
ферритная фаза (Са3Al2O6). Вступает в активную фазу реакции между циклами алита и белита. Количество четырёхкальциевого алюмоферрита составляет 5–15 %;
остальные компоненты – сульфаты щелочного типа, оксид кальция – до 3 %.

Пропорции химических веществ в цементном растворе могут отличаться, но обычно в пределах указанных значений.

Основные характеристики цемента

Технология изготовления предусматривает соблюдение нормативов ГОСТ 10178-76. Состав может включать добавки.

Если они присутствуют, изменяются характеристики цемента:

прочность – возможность материала выдерживать определённые нагрузки до наступления разрушения. Прочностные показатели и способность к затвердеванию в процессе гидратации – это взаимосвязанные понятия, для приобретения прочности требуется длительное время, от 28 дней. Цемент разделяется на марки, обозначаются буквой М и индексом: 300, 400, 500, есть менее распространённые составы высокой прочности – М600, М700, М800;

Ингредиенты берут в определенном соотношении, что обеспечивает образование силикатов кальция, алюмоферритной и алюминатной фаз

время застывания. На процесс гидратации и окончательного застывания материала влияет тонкость помола клинкера. По мере уменьшения зерна увеличивается прочность. При определении застывания растворов и бетонов учитывается нормальная густота состава. Продолжительность до схватывания зависит от водопотребности и количества минералов. При нормальной густоте схватывание заснимает от 45 минут до 10 часов. При увеличении температуры сроки сокращаются, в холодное время – увеличиваются;
водопотребность – это потребление воды для гидратации вещества и приобретения достаточной пластичности. Обычно рекомендуется состав с 15–17 % жидкости. Для увеличения подвижности раствора можно закладывать воду в пропорции 30–35 %;
плотность насыпи. Истинная плотность материала составляет 3000–3100 кг/см3. Плотность после высыпания 900–1100 кг/см3, после уплотнения показатель составляет 1400–1700 кг/см3;
устойчивость к коррозии. На показатель влияет минеральный состав и плотность цемента. По мере снижения зернистости клинкера и увеличения пористости уменьшается устойчивость к коррозии;
тепловыведение. В ходе застывания из цемента неизбежно выделяется тепло. Если скорость течения процесса относительно низкая, уменьшается риск появления трещин в процессе эксплуатации. Быстрое тепловыделение – это нежелательный процесс при строительстве многоэтажных и высоконагруженных зданий. Для регулировки тепловыделения в состав вносятся активные и инертные добавки;
морозостойкость. Показатель отражает устойчивость к замерзанию и оттаиванию как в пресной, так и солёной воде.

Виды цемента

В зависимости от того, из чего сделан цемент, материал различается по группам. Каждый вид обладает особыми техническими характеристиками.

Сегодня производится множество видов цемента

На основании материала изготовления выделяют группы:

известковый;
мергелистый;
глинистый. Рекомендуется внесение вспомогательных компонентов цемента, боксита и шлака для повышения водонепроницаемости, огне- и морозоустойчивости.

Преимущественно производство цемента включает соединения карбона и глины, но в отдельных видах выполняется внесение искусственных веществ (шлаков, отходов металлургии и химического производства) и естественных компонентов (глинозема).

Цемент делят на следующие виды:

портландцемент. Отличается высокой скоростью затвердевания, включает 10–15 % минеральных веществ. В основу портландцемента закладывается гипс и клинкер, которые проходят обжиг при температуре 1500 °С. Его активно используют в современном строительстве благодаря способности создавать монолитные конструкции при смешивании с водой;
шлакопортландцемент. В составе присутствуют те же компоненты, а также доменные шлаки;
гидравлический;
напрягающий – быстро схватывается и застывает;
тампонажный. Применяется для создания бетонных конструкций в сфере газо- и нефтедобычи;
декоративный, отличается белым цветом;
сульфатостойкий. Главные отличия сводятся к низкой скорости застывания и высокой устойчивости к минусовым температурам.

Различают портландцемент и шлакопортландцемент

Сферы использования

Бетон применяют в строительстве повсеместно, его область применения практически не ограничена. С помощью цементного раствора создают железобетонные конструкции, заливают фундаменты, балки, основания и другие части сооружения. В последнее время популярно изготовление монолитных построек, где стены, основа и крыша выполнены полностью из бетона, не считая кровельных и отделочных материалов.

Что делают из цемента:

несущие стены, колонны, перегородки;
плиты перекрытий;
фундамент, стяжка, цокольный этаж;
различные плиты, стеновые блоки и т. д.

Состав

На практике процедура изготовления материала не слишком сложна, а химические вещества представляются в виде распространённых природных ресурсов. Правила, как делают цемент, приблизительно одинаковые для всех марок, в основе всегда известняк и глина.

Основные компоненты состава:

клинкер. Чаще всего концентрация известняка в клинкере в 3 раза превосходит количество глины, что определяет показатели прочности. Вносится в форме гранул с размерами до 60 мм. Компонент подвергают термообработке при температуре 1500 °С. В процессе расплавления появляется масса с большим количеством кремнезёма и кальциевым диоксидом;

Прочность. Это параметр, который отвечает за разрушение материала под воздействием определенных условий

гипс влияет на скорость гидратации цемента. Стандартно в состав добавляется до 6 % компонента;
различные вспомогательные добавки. Присадки используются для увеличения пластичности состава, повышения устойчивости к холодам, ускорения застывания. Благодаря наличию добавок цемент можно применять в более широком спектре работ.

Процесс изготовления

Важно точно знать, как делают цемент и из чего, это поможет правильно понимать свойства материала и обеспечит высокое качество конструкции.

Рассмотрим поэтапно цемент как делают:

Перемешивание всех компонентов для создания клинкера. В его состав вводится 75 % известняка и 25 % глины.
Обжиг при воздействии высокой температуры, процедура помогает сформировать клинкер. Глина с известью соединяются при нагреве до температуры 1450 °С и выше.
Разрушение материала для создания пылеобразной фракции. Измельчение выполняется шаровыми мельницами – это барабаны с горизонтальным размещением, внутри их располагаются металлические шары, которые разрушают твёрдые, крупные частицы клинкера. По мере снижения фракции увеличиваются технические характеристики и марка состава.

Заключение

Отличительными чертами цемента являются долговечность, относительно быстрый процесс застывания, устойчивость к внешней среде, лёгкость приготовления и использования. После застывания получается высокопрочный материал, который способен удерживать многоэтажные здания с минимальным износом и низким риском деформаций.

Из чего делают цемент? Состав и свойства, из чего состоит и как получают, что входит и из чего изготавливают, из каких горных пород сделан

Одним из самых популярных строительных материалов является цемент. Он используется в разных видах работ: при возведении зданий, ремонте и реставрации старых. В основе этого строительного материала лежат составляющие части неорганического происхождения, имеющие способность связывать между собой компоненты.

Цемент является составной частью бетонных, штукатурных, кладочных смесей, железобетонных блоков, применяющихся при стройке промышленных зданий и различных построек.

Особенности

При смешивании с водой этот популярный материал порошкового вида твердеет, превращаясь в окаменевшую глыбу. Отвердевание происходит при излишней влажности воздушной среды или наличии жидкости. Присутствие воды – важное условие затвердевания готового продукта.

В зависимости от состава выделяют несколько видов цемента. Каждый из них обладает свойственной только ему степенью твердости, по ней и определяется марка, качество продукции. Цемент, который сделан из горных пород, достаточно надежен. Его изготавливают только из качественных материалов.

Самыми широко применяемыми считаются марки от М200 до М600. Использование необходимого вида основано на сфере его использования.

Портландцемент – самый широко используемый вид минерального состава, который также называют силикатным. Он затвердевает в водной среде и в соседстве с влажным воздухом. Порошкообразное вещество серо-зеленого цвета легко растворяется в воде при замешивании. Как только смесь начинает схватываться, начинается медленное отвердевание.

Портландцемент входит в рецептуру практически всех групп цементных смесей. Применение этой марки в чистом виде – очень редкое явление. В основном, он входит в состав смесей, строительных бетонов, растворов.

Пластифицированный цемент обладает большими преимуществами перед другими видами. Его применение помогает понизить траты и время на замешивание сухой смеси. Состав не подвергается воздействию низких температур, излишней влажности, испарению и прочим негативным влияниям внешней среды.

Шлаковый цемент в составе имеет доменный шлак и измельченный клинкер. В эту марку внесены дополнительные вещества в виде известкового порошка и гипса. Такой цемент необходим при соединении строительных смесей.

Глиноземистый высокоактивный цемент имеет уникальный состав. Время до начала затвердевания – всего 45 минут. А до полного застывания раствора необходимо около 10 часов. Основное преимущество этого состава перед другими состоит в том, что независимо от насыщенности воздуха влагой, он быстро схватывается. При добавлении этого типа цемента в бетон в нем проявляются новые качественные признаки: устойчивость перед сыростью, коррозией, большими перепадами температур.

Основными составляющими цементного состава кислотоупорного типа являются кремнефтористый натрий и кварцевый песок. В обыкновенной воде раствор из такого вещества не получить. Для приготовления смеси из этого порошка применяется жидкое стекло, в основе которого использован натрий. Плюсы кислотоупорного цемента в том, что он очень устойчив к минеральным и органическим кислотам. Но при их наличии и применении срок эксплуатации снижается очень быстро.

Цветной цемент в составе имеет простой портландцемент, в который добавлены пигменты. Используется данная марка для декорирования зданий и является частью составов, которые применяются при строительстве шоссе на основе бетонных смесей. При смешивании с водой портландцемент образует материал пластичной структуры. В процессе высыхания он превращается в камень.

Плюсы такого вещества:

затвердевание без посторонних усилий;
высокопрочное и твердое вещество, получаемое после затвердения;
повышенная химическая безопасность;
это экологически чистый продукт;
пожаробезопасность;
низкая стоимость;
универсальность.

Белый цемент – это порошок, который приобретает свой светлый цвет при специализированной технологии выработки и определенном составе. В его рецептуре имеется клинкер с малым содержанием железа, содержатся минеральные добавки известняка, хлористых соединений, гипса. Такой состав придает смеси светлые оттенки.

При обжигании такого набора веществ и резком охлаждении идет повышение прочности получаемых изделий.

Состав

Цемент – порошкообразное сухое вещество. Главными составляющими, при соединении которых получается этот материал, являются несколько важных компонентов.

Клинкер – составная часть, отвечающая за прочность. Получение его происходит при обжигании известняка или глины. Является основой готового продукта, в смесях используется в виде гранул диаметром до 6 см. Получение клинкера происходит при температуре, превышающей 1500 градусов Цельсия. При ней происходит плавление с получением смеси, богатой содержанием кальциевого диоксида и кремнеза. Они выполняют функцию регуляторов качественных характеристик цементной смеси. Полученные гранулы измельчаются до мелкой пыли, затем происходит их обжиг.

Гипс отвечает за скорость отвердевания состава. Фиксированное содержание гипса в смеси – 6% очищенного гипса или гипсового камня в виде порошка. При этом в гипсовом камне допустимо наличие примесей.

Специализированные добавки и наполнители усиливают качественные характеристики получаемого раствора, увеличивают спектр применения в различных областях жизни.

Процентное содержание этих составляющих частей в смеси регулируют область использования цементного порошка и его свойства.

Свойства

Цементный порошок – вещество из минерального сырья, которое имеет способность затвердевать при соединении с водой при наличии воздуха.

Для такой смеси характерен ряд важных свойств:

Коррозионная стойкость. На затвердевший камень из цемента оказывают воздействие множество негативных факторов внешней среды. При избыточном количестве влаги может возникнуть коррозия железобетонных предметов. Убрать ее можно несколькими способами, например, изменением состава минеральных веществ в рецептуре, добавлением компонентов, которые останавливают процесс окисления солей в изделии. При увеличении коррозионной стойкости добавляются полимерные вещества, снижающие количество пор, делая цемент долговечным материалом.
Морозостойкость. Показатель, характеризующий способность застывшего вещества выдерживать многочисленные перепады температур от низких до очень высоких. При застывании вода увеличивается в объеме, что может привести к возникновению трещин и расколу цементного камня. С целью повышения такого свойства, как морозостойкость, в состав смеси вносят минеральные добавки, усиливающие устойчивость к скачкам температур и повышению долговечности.
Водопотребность. Свойство, характеризующее впитываемость цементом заданного объема жидкости. Излишняя насыщенность раствора водой приводит к тому, что доля жидкости будет выдавлена наружу, при этом поверхность бетонного изделия потеряет прочность и может разрушаться. Данное свойство необходимо. При получении смеси с невысокой водопотребностью цемент приобретает повышенную морозостойкость и отличное качество. С высокой долей водопотребности сухого вещества раствор теряет прочность, становится пористым.

Время схватывания. Отрезок времени, за который свойства цемента приобретают пластичность, называют схватываемостью. Замер этого промежутка происходит при помощи специальных приборов. Раствор с наилучшими качественными характеристиками застывает в течение 45 минут. Процесс может продлиться до 10 часов. На это свойство влияет содержание минеральных веществ, например, гипса. При увеличении дозы гипсового порошка время застывания уменьшается.
Тонкость помола. Данное качество вносит коррективы в период застывания цемента. Чем крупнее измельчен порошок, тем ниже скорость отвердевания раствора. При этом очень мелкий порошкообразный состав увеличивает потребность влаги при замешивании. Поэтому стоимость цементной смеси определяется во многом степенью помола.
Прочность. При определении прочности состава выполняют сжимание опытного образца по прошествии 28 суток с момента закладки. После испытаний цементу присваивается марка от 300 до 600. А для специальных целей – от 700 до 1000.
Изменение объема. При затвердевании цемента очень часто возникают деформации, например, усадка. Если это показатель очень высокий, с течением времени может произойти разрушение бетонного блока. Соответствие принятым стандартам проводится в специальных условиях.

Сфера применения

В настоящее время цементная смесь считается широко используемым строительным материалом. Область ее применения очень обширна. Этот порошок включают в растворы при заливке фундаментов, установке кровель, настиле напольных покрытий, закреплении санитарно-технических приборов. Главная задача цементной смеси – соединение частей конструкций строящихся зданий.

Цемент входит в состав бетонных смесей, раствором выравнивают поверхности. Универсальность этой смеси доказана его повсеместным применением.

Область применения цемента зависит от типа его марки. Наибольшее распространение получили марки 400 и 500. Они включены в бетонные смеси при любых видах строительства.

Цемент марки М600 применяют для возведения военных бункеров, ракетных шахт и прочих объектов.
Портландцемент применяется во всех строительных работах.

Глиноземистый состав необходим при аварийных работах повышенной срочности, например, в зимнее время. Такой вид цементного раствора быстро застывает, но его применение ограничено в районах с повышенными температурами.
Магнезиальная смесь получила применение в подготовке магнезиальных полов.
Белый цемент обладает уникальными качествами, которые допускают его применение в создании скульптурных и архитектурных сооружений. Возможно его введение в составы для декоративной отделки поверхностей.

Кислотоупорный состав предназначен для замешивания растворов бетона, не подверженного разъеданию кислотами. Однако при воздействии щелочей такой цемент становится рыхлым.
Гидрофобный цемент нашел свое применение в сфере создания бетона с повышенной пористостью.
Водонепроницаемая смесь используется при создании гидроизоляционных покрытий в условиях избыточной влажности, например, при изоляции трещин в строениях.
Шлаковый цемент используется в строительстве объектов под землей и под водой.

Советы и рекомендации

При выборе цемента и его покупке обратите внимание на упаковку порошковой смеси. Она должна состоять из 3-4 слоев бумаги, плотно закрытой сверху герметичным швом. Такой способ упаковывания обязателен и является гарантией защиты от влияния воды и влаги.

Поверхность не должна содержать разрывов и любых других повреждений.

На верхнем слое бумаги можно найти обозначение марки цемента, вес упаковки, название изготовителя, а также срок годности состава. Он не должен превышать 60 дней. Наличие даты производства обязательно. В случае отсутствия даты необходимо ознакомиться с сертификатами качества, которые находятся у продавца.

На лицевой стороне упаковки можно увидеть знак ISO-9000 – это обозначение Международного стандарта качества продукции.

Если есть возможность, ознакомьтесь с отзывами о продукции неизвестной вам марки на форумах. Если данные о заводе-изготовителе отсутствуют, следует избегать покупки такого товара.

Цемент хорошего качества обладает серым цветом, возможны более темные оттенки. Испорченный и потерявший связующие качества состав бывает очень темного коричневатого цвета. При попытке скатать комок он рассыпается.

Прочность цемента можно прочитать по его маркировке. Быстро застывающая смесь имеет обозначение «Б», нормально застывающая – «Н».

Чем выше показатель марки, тем прочнее и качественнее будут изделия из бетона.

Низкая цена на упаковку цемента не может свидетельствовать о его низком качестве.

Еще больше информации о изготовлении цемента в следующем видео.

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

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

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

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

Видео «Как, из чего делают цемент»

М100, М200, М300, М400, М500, М600 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры.
По прочности цемент можно разделить на классы, выражаются в цифрах от 30 до 60 обозначающие прочность при сжатии в МПа – основное отличие классов от марок цемента в том, что при 100 испытуемых образцов должны пройти 95 образцов испытания и соответствовать заявленному классу.
Класс прочности обозначается буквой «В»

Наиболее встречающиеся марки цемента на рынке ПЦ400Д20, ПЦ400Д0, ПЦ500Д20, ПЦ500Д0
Обозначение М400 или ПЦ400 — наиболее распространенная марка цемента среди строителей, считается наиболее универсальной для общестроительных работ.
Давайте рассмотрим на примере цемента М400 его характеристику, плотность, состав.

(Д0)

(Д20 и другие значения больше 0)

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

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

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

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

Воздушные

2. Гидравлические — сфера применения водная среда

По назначению

1.Общестроительные
2.Специальные

По составу

1.Чистоклинкерные – без добавочные (Д0)
2.С добавками (Д…)

По виду клинкера

1.Портландцементный клинкер
2.Глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер
3.Сульфоалюминатный, сульфоферитный, ферритный

Прочность на сжатие

Основные классы цементов

В22,5; В32,5; В42,5; В52,5

Скорость твердения — гидратация цемента

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

Скорость твердения подразделяют:

1.Нормальнотвердеющий портландцемент
с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.
2.Быстротвердеющий портландцемент
отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием. прочности в начальный период твердения — с нормированием прочности в 2 и 28 сут.

Срок схватывания

Срок схватывания подразделяют:

1.Медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов.
2.Нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 часов.
3.Быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.

Условные обозначения (часто встречающиеся)

Цем I

Цем II

Цем III

Цем IV

Цем V

Портландцемент (ПЦ)

2. Тампонажный (спец.цементы)
  2.1 низкогигроскопичный тампонажный портландцемент
  2.2 солестойкий тампонажный портландцемент
  2.3 гельцемент
  2.4 песчанисто-трепельный портландцемент
  2.5 расширяющиеся тампонажные
  2.6 песчанистый тампонажный
  2.7 облегченный тампонажный
  2.8 утяжеленный тампонажный
  2.9 волокнистые тампонажные
  2.10 воздухоудерживающий

3. Безусадочный – расширяющиеся
  3.1 расширяющиеся (спец.цементы)
  3.1.1 расширяющийся портландцемент (РПЦ)
  3.1.2 напрягающий цемент (НЦ)
  3.1.3 алунитовый расширяющийся (напрягающий) цемент

4. Сульфатостойкий (ССПЦ) (спец.цементы)
4.1 сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками
4.2 сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ)

5. Дорожный (спец.цементы)

6. Белый и цветной (спец.цементы)
6.1 белый цемент
6.2 цветной цемент

7. С умеренной экзотермией (спец.цементы)

8. С поверхностноактивными органическими добавками (ПАВ) (спец.цементы)
8.1 пластифицированный (ППЦ)
8.2 гидрофобный (ГПЦ)

9. С активными минеральными добавками (спец.цементы)
  9.1 с минеральными добавками (ПЦД)
  9.1.1 быстротвердеющий (ПЦД-Б)
   9.1.2 сульфатостойкий с минеральными добавками (СПЦД)
  9.2 пуццолановый (ППЦ)
  9.3 зольный
  9.4 шлаковый (ШПЦ)
   9.4.1 быстротвердеющий (ШПЦБ)
   9.4.2 сульфатостойкий (СШЦП) входит в группу сульфатостойких цементов
   9.4.3 известковошлаковый (ИШЦ)

10. Другие специальные портландцементы
  10.1 для строительных растворов (кладочные)
  10.2 для защиты от радиационных излучений
  10.3 жаростойкие
  10.4 гипсоцементопуццолановые
  10.5 белито-портландцемент (нефелиновый цемент)

Сланцезольный

Магнезиальный

Глиноземистый

5. Тампонажный (спец.цементы)
5.1 белитокремнеземистый цемент

Кислоупорные цементы

Сульфоалюминатный, сульфоферитный (ферритный)

Смешанные

Романцемент

С инертными минеральными добавками (микронаполнителями)

Кремнеземистый цемент

Фосфатный цемент

Другие

2. Контактно-конденсационный известково-пуццолановый цемент
3. Периклазовый цемент

Наверх

Цементный Процесс производства

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские острова) Фарерские острова ФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуам GuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенег alSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве

Из чего сделан цемент?

Опубликовано 15 января, 2019

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

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

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

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Производство цемента — обзор

6.5 Использование дополнительных вяжущих материалов для сокращения выбросов CO

₂

Производство цемента является одним из крупнейших источников выбросов CO ₂. SCM частично или полностью использовались в качестве замены цемента или мелкозернистых заполнителей в строительстве, чтобы снизить потребность в цементе и соответствующие выбросы CO ₂ (Al-Harthy et al., 2003; Бабу и Кумар, 2000; Бондарь и Коукли, 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; 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, карбонизирующее отверждение 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 реагировали по-разному при отверждении карбонизацией в течение 2 часов. Летучая зола и известь показали самую высокую степень карбонизации, за ней следовали шлак из ДСП, тогда как измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS) показал наименьшую реакционную способность по отношению к CO ₂.Кальцит был основным продуктом реакции из летучей золы, извести и шлака EAF, тогда как арагонит был получен карбонизацией GGBS. Sharma и Goyal (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 стальных вяжущих для шлака 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 ОРС 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, как он производится

Исторически сложилось так, что появление цемента восходит к ранней Римской империи, и способствовал строительству великих сооружений Римской империи. Варьируя количество и типы одних и тех же основных ингредиентов, цементируйте могут быть получены различные свойства. Изменяя ингредиенты, производится еще больше различных цементов.

* «Производство цемента — это основная переработка отобранного и подготовленного минерала. сырье для производства синтетической минеральной смеси (клинкера), которая может быть измельчены до порошка, имеющего определенный химический состав и физический свойства цемента ». Производство цемента, как и многие другие производственные процессы, начинаются в шахте, где сырье, такое как известняк, кремнезем, получают алюминаты, железистые минералы и др. Некоторые типичные материалы для карбоната кальция при производстве цемента используются известняк, мел, мрамор, мергель и устричные раковины.Некоторые типичные материалы, используемые для оксида алюминия в производстве цемента используются сланец, глина, шлаки, летучая зола, бокситы, глинозем. технологические отходы и гранит. Некоторые типичные материалы, используемые для кремнезема в цементе производством являются песок, глина, аргиллиты, сланцы, шлаки и летучая зола. Некоторый типичные материалы, используемые для производства железа при производстве цемента, — это железная руда, пыль дымовых газов доменных печей, колчеданный клинкер, прокатная окалина и летучая зола.

Шаровая мельница на цементном заводе

Общие методы добычи — это разработка открытых месторождений, а некоторые силикаты — добыча полезных ископаемых. такие как песок, обычно добываются земснарядами из озер, рек и водные пути.Есть несколько подземных известняковых шахт, но большинство из них ямы на поверхности. Цементные заводы обычно расположены в центре минералы, необходимые для производства цемента, что позволяет сэкономить на транспортных расходах и удешевляет цемент. После того, как рудный материал будет использоваться для цемент добыт, доставлен на дробильно-сортировочный завод, где он измельчается и просеивается для получения частиц желаемого размера. Руда из шахт обычно измельчается примерно до дюйма и хранится в крупный запас.Оттуда дюймовая руда обычно уменьшается до порошок в большой шаровой мельнице.

Иногда сырье подвергается влажному измельчению в шаровой мельнице путем добавив воды, и образовать кашицу. В любом случае, влажная или сухая, земля порошок затем смешивают, используя «Секретную смесь химика», которую можно тщательно охраняемого «рецепта», а затем транспортируются во вращающуюся печь для термическая обработка.Во вращающейся печи сначала нагнетается углекислый газ. карбонатов кальция, затем сырье плавится при температура где-то около 2700 градусов по Фаренгейту. обжиговую печь называют клинкером, так как она напоминает небольшие камни или остатки доменная печь. Клинкер — это цемент в «комковом» виде. Частица диапазон размеров клинкера составляет от примерно 2 дюймов до примерно 10 меш. Затем клинкер измельчается в шаровой мельнице и отправляется потребителям в виде Портландцемент.

Цемент типа 2 по-прежнему является обычным цементом, но он обладает стойкостью к сульфатам и теплоте гидратации.

Цемент типа 3 обладает высокими прочностными свойствами на ранних стадиях жизнь цемента. То есть сразу после отверждения.

Цемент типа 4 используется там, где желательны очень низкие температуры гидратации.

И цемент типа 5 используется там, где требуется очень высокая сульфатостойкость.

В США Американское общество испытаний материалов Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог, American Concrete Институт, Инженерный корпус США, как правило, является основным двигателем сила стандартов и технических условий на качество и технологию цемента.

Бетон представляет собой смесь гравия, песка и цемента. Бетон НЕ цемент, но это сделано из цемента.

* — Промышленные минералы и камни, 4-е издание,

Вернуться на страницу информации о майнинге

Портландцемент

PORTLAND CEMENT

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

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

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

История цемента — CEMEX USA

Знаете ли вы?

Египтяне использовали цементоподобный материал (содержащий гипс), чтобы построить Великую пирамиду в 2600 году до нашей эры.С.
Пять штатов производят почти 50% всего цемента, производимого в Америке. Это (по порядку): Калифорния, Техас, Мичиган, Пенсильвания и Миссури.
Цемент каустик. Он может обжечь кожу и глаза, как кислота.

История портлендского цемента

Цемент в том виде, в каком мы его знаем, впервые был разработан Джозефом Аспдином, предприимчивым британским каменщиком XIX века, который нагрел смесь измельченного известняка и глины в своей кухонной плите, а затем измельчил смесь в мелкий порошок.

Результатом стал первый в мире гидравлический цемент: затвердевающий при добавлении воды. Аспдин назвал свое творение портландцементом из-за его сходства с камнем, добываемым на острове Портленд у британского побережья. В 1824 году этот блестящий мастер получил патент на самый распространенный в мире строительный материал, положивший начало сегодняшней мировой индустрии портландцемента.

Производственный процесс

Портландцемент — сочетание кальция, кремнезема, алюминия и железа — является основным ингредиентом бетона.

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

Во-первых, сырье — известняк, ракушки или мел, а также сланец, глина, песок или железная руда — добывается в карьере, который обычно находится недалеко от завода-изготовителя. Перед выходом из карьера эти материалы измельчаются двумя комплектами дробилок. Первичный комплект измельчает камень до диаметра около пяти дюймов (125 мм), а вторичный комплект измельчает его до размера всего 3/4 дюйма (19 мм).Затем сырье отправляется на завод-изготовитель, где оно дозируется для создания цементов с определенным химическим составом.

производится двумя способами: мокрым и сухим.

При сухом методе сухое сырье перед измельчением в мелкий порошок смешивают, затем сушат и подают в печь.

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

Горящее топливо — обычно порошкообразный уголь или природный газ — затем нагнетается в нижний конец печи, нагревая сырье до 2600–3000 градусов F (1430–1650 градусов C). При температуре 2700 градусов по Фаренгейту (1480 градусов по Цельсию) сырье происходит в результате нескольких химических реакций, в результате чего образуется так называемый цементный клинкер: серовато-черные гранулы размером с мрамор.

Раскаленный клинкер выгружается из нижнего конца печи и переносится в различные типы охладителей, чтобы снизить их температуру и обеспечить безопасное обращение с ними.После охлаждения клинкеры объединяют с гипсом и измельчают в серый порошок, настолько мелкий, что он может проходить через сито с размером ячеек 75 микрон или 200 меш.

Этот мелкий серый порошок — портландцемент.

Типы портландцемента

Гибкость портландцемента проявляется в различных типах, которые производятся с учетом различных физических и химических требований.

Спецификация C-150 Американского общества испытаний и материалов (ASTM) предусматривает восемь отдельных типов портландцемента.

Тип I — для использования, когда особые свойства, указанные для любого другого типа, не требуются.
Тип IA — Цемент с воздухововлекающими добавками для тех же целей, что и тип I, где требуется воздухововлечение.
Тип II — Для общего использования, особенно когда требуется умеренная сульфатостойкость.
Тип IIA — Цемент с воздухововлекающими добавками для тех же целей, что и тип II, где требуется воздухововлечение.
Тип II (MH) — для общего использования, особенно когда желательны умеренная теплота гидратации и умеренная сульфатостойкость.
Тип II (MH) A — Цемент с воздухововлекающими добавками для тех же целей, что и тип II (MH), где требуется воздухововлечение.
Тип III — Для использования, когда требуется высокая ранняя прочность.
Тип IIIA — Цемент с воздухововлекающими добавками для тех же целей, что и тип III, где требуется воздухововлечение.
Тип IV — Для использования, когда требуется низкая теплота увлажнения.
Тип V — Для использования, когда требуется высокая сульфатостойкость.

Белый портландцемент

Когда по архитектурным соображениям требуется белый или цветной бетон или строительный раствор, портландцемент можно адаптировать к производству белого портландцемента, который является лишь одним из множества доступных типов гидравлического цемента специального назначения.

Белый портландцемент идентичен по составу традиционному продукту серого цвета, за исключением цвета. Это стало возможным в процессе производства благодаря выбору сырья, содержащего лишь незначительные количества оксидов железа и магния, которые придают портландцементу его серый цвет.

Гидравлические цементы смешанные

Гидравлические цементы с добавками, разработанные в соответствии со специальными требованиями стандартов ASTM C595 или C1157, производятся путем смешивания портландцемента, измельченного и гранулированного доменного шлака, летучей золы, природных пуццоланов и микрокремнезема.Эти цементы также могут быть воздухововлекающими, умеренно сульфатостойкими или с умеренной или низкой теплотой гидратации, в зависимости от необходимости.

Цементы, соответствующие ASTM C1157, включают:

Тип ГУ — смешанный гидравлический цемент общего назначения.
Тип HE — цемент высокой ранней прочности.
Тип МС — цемент средней сульфатостойкости.
Тип HS — высокосульфатостойкий цемент.
Тип МН — цемент умеренной теплоты гидратации.
Тип LH — цемент с низкой теплотой гидратации.

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

Из всех доступных в мире смешанных цементов наиболее распространены типы IP и IS.В то время как Европа и Азия в настоящее время используют больше цементов с добавками, чем США, экологические и энергетические соображения, помимо потребительского спроса на цементы с особыми свойствами, могут изменить эту ситуацию.

Производство цемента — Интерактивное покрытие

Пример операции — Lafarge Seattle

Пример производства цемента взят из Лафарж Сиэтл. На рисунках 1 и 2 ниже показано отношение завода Лафарж к центру Сиэтла и трехмерные изображения завода Лафарж соответственно.Всего у Lafarge 20 заводов в Северной Америке, 16 из которых производят портландцементы, а четыре — шлаковые.

Рис. 1. Лафарж Сиэтл Антенна предоставлена Microsoft Virtual Earth.

Рис. 2. Аэрофотоснимок Lafarge Seattle Aerial 3D любезно предоставлен Microsoft Virtual Earth.

Lafarge управляет цементным заводом в Сиэтле, штат Вашингтон, расположенном на участке площадью 25 акров, граничащем с водным путем Дувамиш. Завод впервые произвел цемент в 1967 году под названием Ideal Cement.Сейчас завод производит несколько видов цемента, которые затем используются в производстве бетона. Кроме того, завод в Сиэтле производит около 600 тысяч тонн различных цементов в год. Продукция продается в основном в штатах Вашингтон и Орегон. Однако меньшие количества продаются на Аляске, Калифорнии, Гавайях, Айдахо, Монтане и Юте. Кроме того, большая часть цемента, производимого в Lafarge Seattle, продается производителям готовых смесей.

Производство

Производство цемента на заводе Lafarge в Сиэтле осуществляется «мокрым способом».В результате сырье смешивается с 30-40% воды во время измельчения с образованием хорошо перемешанной суспензии. Этот мокрый процесс выгоден благодаря повышенной совместимости с влажным климатом и более равномерному смешиванию сырья перед обжигом, а также более низким выбросам пыли из печи. Однако недостатком мокрого процесса является то, что он требует больше энергии для производства клинкера. См. Также [http://www.epa.gov/epaoswer/other/ckd/rtc/chap-2.pdf] для получения дополнительной информации о мокром процессе согласно EPA.

Рис. 3. На этой фотографии показана часть печи мокрого процесса длиной 540 футов в Lafarge Seattle.

Рис. 4. Несколько кусочков клинкера с завода Лафарж Сиэтл.

Кроме того, цементный завод в Сиэтле Лафарж работает в различных печах и температурах из-за различных химических реакций, протекающих в трех широких температурных зонах.

Зона сушки
Зона обжига
Образование клинкера (зона обжига)

Ступени

Шаг 1
- Все сырье (например, известняк, сланец и загрязненная почва) смешивается, измельчается вместе с водой с образованием навозной жижи.
- Известняк, сланец, сырье для почвы измельчают так, чтобы не менее 50% проходило через сито 45 мкм.
- Химический анализ суспензии проводится каждые два часа, чтобы убедиться, что состав суспензии соответствует требованиям.
Шаг 2
- Суспензия со всеми сырьевыми ингредиентами подается непосредственно в печь, которая производит клинкер вместе с другими побочными продуктами, такими как цементная пыль (CKD).
Шаг 3
- Клинкер измельчается до частиц малого диаметра с добавлением гипса для контроля времени схватывания.

Более подробная картина производственного процесса представлена ниже, предоставленная Lafarge Seattle.

Произведено цемента

ASTM C150 (AASHTO M85)

Тип I-II: Спецификация типа II способствует устойчивости к умеренному воздействию сульфатов.
Тип III: Бетон высокой ранней прочности.
Тип II-V: Этот цемент время от времени производится для рынка Калифорнии — повышает устойчивость PCC к воздействию сульфатов.* Тип V обычно используется, когда требуется высокая сульфатостойкость.

ASTM C595 (AASHTO M240)

Тип I (SM): портландцемент с модифицированным шлаком для использования в обычных бетонных конструкциях — цемент содержит до 25% по массе доменного шлака. Использование этого цемента дает заслугу передового опыта в области энергетического и экологического проектирования (LEED). Фирма Lafarge использует для этого цемента торговое название «MaxCem».

ASTM C989 (AASHTO M320)

Гранулированный доменный шлак (GGBFS), сорт 100: Lafarge продает эту продукцию под торговым наименованием «NewCem.«Этот продукт может использоваться в качестве добавки к портландцементу (аналогично тому, как летучая зола используется в качестве частичной замены портландцемента) или в качестве замены 1: 1 для типов I-II. Цена составляет около 90% от Типа I-II (или на 10% меньше, чем Типа I-II).

Общее сырье

Известняк с острова Тексада (Канада)
Сланец из Британской Колумбии
Гипс из Мексики
Измельченный гранулированный доменный шлак из Японии (используется для производства цемента типа I (SM))
Взрывной песок — в основном из Сиэтла.

Топливное сырье

Материалы, сжигаемые в печи для выработки энергии. При производстве цемента в Lafarge Seattle в качестве сырья для печи используется 30% альтернативных материалов. Около ½ топлива, используемого в печи, производится из переработанных материалов.

Топливо из шин
Уголь
Почвы, загрязненные углеводородами
нет. 6 Мазут
Отработанные растворители
Краски для печати
Остатки краски
Чистящие жидкости

Это сырье не только обеспечивает более высокую энергию для сжигания, чем уголь, который является преобладающим источником топлива, но и при сжигании «остатки золы от TDF могут содержать более низкое содержание тяжелых металлов, чем некоторые угли, и приводить к более низким выбросам NOx по сравнению с многим U.S. угли, особенно угли с высоким содержанием серы »(EPA). Кроме того, «альтернативный или, скорее, метод первичной утилизации, заключающийся в размещении этого опасного сырья на свалках, исследования показали, что он оказывает большое негативное воздействие на окружающую среду, такое как вымывание токсинов в грунтовые воды, изменение значения pH и накопление тяжелых металлов» ( EPA). По общей оценке (2001 г.) предприятия Lafarge Seattle потребляют от 600 000 до 1 200 000 цельных шин в год (WSDOE).

Рисунок 6.Сваи для хранения загрязненного грунта.	Рис. 7. Сваи для хранения загрязненного грунта.
Рис. 8. Переработанное масло доставляется в Лафарж и сжигается в печи.	Рис. 9. Внутри печи во время запуска (показано топливо — природный газ).

Контроль загрязнения на заводе Lafarge в Сиэтле

Как уже говорилось, цементный завод Lafarge Seattle Cement работает на различных альтернативных источниках топлива. Эти альтернативные источники топлива, такие как TDF и почвы, загрязненные углеводородами, являются основными загрязнителями. Поскольку завод расположен в Сиэтле, крупном столичном центре, многие из этих загрязнителей нуждаются в переработке, повторном использовании или утилизации.

Еще одним примером контроля загрязнения завода Lafarge Seattle является его работа в условиях почти нулевого сброса воды.Это означает, что практически весь сток и сточные воды собираются, обрабатываются или используются иным образом. Ежегодно образуется около 25 миллионов галлонов ливневой воды.

На любом крупном промышленном предприятии важны вопросы контроля за загрязнением и безопасности, которые регулируются федеральным правительством, правительством штата и местными властями. Выбросы в атмосферу цементного завода Lafarge в Сиэтле регулируются агентством Puget Sound Clean Air Agency, и компания Lafarge должна соответствовать:

Федеральный закон о безопасности и охране здоровья в шахтах
Закон о чистом воздухе
Закон о чистой воде
Закон о сохранении и восстановлении ресурсов

Выбросы в атмосферу от печи состоят в основном из следующих соединений:

Из-за времени горения материала (или времени выдержки) и высоких температур печи цементные печи не выделяют высоких уровней органических загрязнителей. Кроме того, выбросы NOx, которые типичны для любого процесса сжигания ископаемого топлива (электростанции, автомобили и печи) на заводе Lafarge в Сиэтле, составляют 95% NO и 5% NO2.Кроме того, хотя образуется значительное количество пыли, она собирается в основном с помощью электрофильтров.

В результате путем создания инфраструктуры, развития наших сообществ, ремонта наших домов и вождения автомобилей мы производим огромное количество опасных отходов. Эти материалы загрязняют мир и производятся и используются с невообразимой скоростью. В результате существует огромная потребность найти способ утилизировать, повторно использовать или придумать новый способ утилизации всего этого опасного сырья.Цементные печи, такие как завод Lafarge Seattle, помогают утилизировать некоторые из этих опасных материалов способом, который EPA признает «лучшим использованием».

Источники

Джо П. Махони. Профессор кафедры гражданской и экологической инженерии. Вашингтонский университет.

Цемент из чего производят: Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Сырье для изготовления цемента

Химические составы в процентах некоторых типов цементов

Что такое цементный клинкер?

Технологии производства цемента

Производство бесклинкерного цемента

Основное оборудование для изготовления цемента

Типы цемента и сферы их использования

Как делают цемент: технология производства цемента

Состав цемента

Производство цемента на заводах

Сухой способ

Мокрый способ

Комбинированные способы

Как делают белый цемент

Заключение

Из чего делают цемент, его виды и состав

Все о компонентах и способах производства цемента

Портландцемент

Сульфатостойкий

Пуццолановый

Глиноземистый

Кислотоупорный

Пластифицированный

Шлакоцемент

Сухой способ

Мокрый способ

Комбинированный способ

производство цемента, виды, марки цемента, про цемент.

Производство цемента

Основные виды цемента

Марки цемента

из чего делают и какие пропорции

Состав цемента

Основные характеристики цемента

Виды цемента

Сферы использования

Состав

Процесс изготовления

Заключение

Из чего делают цемент? Состав и свойства, из чего состоит и как получают, что входит и из чего изготавливают, из каких горных пород сделан

Особенности

Состав

Свойства

Сфера применения

Советы и рекомендации

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

Цементный Процесс производства

Из чего сделан цемент?

Производство цемента — обзор

6.5 Использование дополнительных вяжущих материалов для сокращения выбросов CO

Цемент, как он производится

Портландцемент

История цемента — CEMEX USA

Знаете ли вы?

История портлендского цемента

Производственный процесс

Типы портландцемента

Белый портландцемент

Гидравлические цементы смешанные

Цементы, соответствующие ASTM C1157, включают:

Производство цемента — Интерактивное покрытие

Пример операции — Lafarge Seattle

Производство

Ступени

Произведено цемента

Общее сырье

Топливное сырье

Контроль загрязнения на заводе Lafarge в Сиэтле

Источники

Добавить комментарий Отменить ответ