Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лекция 15

Лекция 15. Цементы и бетоны

Основы классификации цемента и бетона. Цементом называется минеральное вяжущее, содержащее соединения кальция и способное при затвердевании превращаться в высокопрочный камень.

Водный раствор цемента с добавками песка, щебня (гравия) дли других специальных заполнителей и инертных добавок носит название бетонной смеси. Отвержденная бетонная смесь называется бе­тоном.

Цемент подразделяется на роман-цемент и портланд-цемент. Роман-цемент — продукт помола известковых или магнезиальных мергелей с содержанием свыше 20 % глинистых примесей, обожжен­ных не до спекания. Температура обжига минералов этого цемента 900 °С. Прочность при сжатии затвердевшего роман-цемента не превышает 1500 МПа, поэтому он не может быть использован в конструкциях, которые должны нести значительные нагрузки. Для этих целей широко применяется портланд-цемент, прочность которого на сжатие в несколько раз выше, чем у роман-цемента.

Портланд-цемент представляет собой продукт спекания либо искусственных смесей, содержащих углекислый кальций и глину, либо естественных горных пород мергелей аналогичного состава. Под действием высоких температур окислы вступают в химическое взаимодействие, образуя цементный клинкер, который и подвер­гается в дальнейшем тонкому измельчению. В состав цементного клинкера входит несколько соединений: трехкальциевый силикат или алит (3СаО • SiО2), двухкальциевый силикат или белит (2СаО • SiО2), трехкальциевый алюминат (ЗСаО • А12О3 ), четырехкальциевый алюмоферрит или браунмилле-рит (4СаО • А12О3 • Fе2 О3 )), имеющие соответственно сокращенные обозначения С3S С2S, С3А, С4АF.

Трехкальциевый силикат, составляющий значительную часть цемента (37—60 %), обладает самой высокой прочностью, по сравнению с другими минералами, которая быстро нарастает по мере его затвердевания. Двухкальциевый силикат не обладает высокой прочностью и затвердевает медленно. Содержание этого минерала в цементе составляет примерно 15—37 %. Трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит быстро твердеют, однако прочность их ниже прочности трехкальциевого силиката. В цементе они содержатся в количестве соответственно 7—15 % и 10—18 %.

Изменение минералогического состава позволяет получить цементы с различными свойствами. Высокопрочный цемент изготовляется со значительным содержанием трехкальциевого сили­ката.

Портланд-цемент делится на шесть марок (200, 250, 300, 400, 500, 600), которые обозначают временное сопротивление (в кгс/см 2 ) при сжатии образцов, изготовленных из смеси цемента с нормальным вольским песком (в весовом соотношении 1 : 3) и испытанных через 28 дней после затворения водой. Наиболее распространены марки 300—600. На прочностные свойства цемента большое влияние оказывает качество помола. Тонкость помола цемента установлена стандартом, который предусматривает прохождение минимум 85% веса приня­того количества цемента через сито № 085 с размером отверстий 85 X 85 мк.

Портланд-цемент характеризуется следующими осповнымп свойствами: способностью вступать в химическое взаимодействие с водой; определенными сроками схватывания; способностью приобретать достаточную прочность в сравнительно короткие сроки (3, 7 и 28 дней), которая при определенных условиях может нарастать долгие годы; равномерностью изменения объема при затвердевании; стойкостью ко многим агрессивным средам; надежной сцепляемостью с металлом и другими материалами. При снижении про­цента воды затворения прочность цементов повышается. Алитовые и белитовые цементы (20% песка), затвердевающие при высоком давлении и значительной температуре, вполне приемлемы для тампони­рования «горячих» скважин. Прочность алито-белитовых и белитовых цементов несколько выше, чем у алитовых; кроме того, обжиг пер­вых производится при более низких температурах. Для предотвращения преждевременного схватывания раствора при закачивании его в глубокие и сверхглубокие «горячие» скважины с большим давлением применяются различные замедлители сульфитно-спиртовой барды (ССБ). Тампонажно-песчанистый цемент можно использовать и для тампонирования «холодных» скважин..

Волокнистый тампонажный цемент.При тампонажных работах нередко встречаются участки скважин, пробуренные через пористые или трещиноватые породы. При цементировании таких участков часть раствора уходит в трещины и поры, что вызывает значительный перерасход цемента и увеличивает сроки тампонажных работ.

Для устранения потерь раствора и времени при тампонировании трещиноватых и пористых участков АзНИИ разработан тампонаж-ный цемент с волокнистым наполнителем. Волокнистый цемент представляет собой обычный тампонажный цемент с 1,5—2,5 % волокнистого наполнителя. В качестве наполни­теля могут быть использованы различные волокна (хлопковые очесы длиной 1—3 мм и др.). Однако чаще всего для этих целей применяют самые низкие сорта асбеста, волокна которого отличаются способностью адсорбировать на своей поверхности цемент. Волокна асбеста взаимодействуют с цементной массой и служат как бы арми­рующим элементом. Цементно-волокнистая масса забивает мелкие трещины и поры трещиноватых и пористых пород стенки скважины, устраняя тем самым значительные потери цемента.

Тампонажно-волокнистый цемент при правильном изготовлении (чистота и количество волокна, его длина, качество цемента и др.) вполне удовлетворяет всем требованиям. К тому же он обладает рядом специфических свойств, отличающих его от других цементов. Прочность тампонажно-волокнистого цемента на изгиб и растяже­ние значительно выше (до 20 %). Водостойкость и водонепроницаемость волокнистых цементов также выше, чем у обычных. Тампонажно-волокнистый цемент вполне пригоден для цементи­рования «холодных» и «горячих», глубоких и неглубоких нефтяных скважин

Утяжеленный тампонажный цемент. Утяжеленный цемент представляет собой смесь обычного тампонажного цемента с инертным минеральным наполнителем, имеющим удельный вес 4,0—4,5 г/см 3. В качестве наполнителя применяется гематит или барит. Количество утяжелителя в растворе колеблется в пределах 40—60 % в зависимости от условий применения цемента. Утяжеленный цемент применяется при тампонировании скважин с высоким пластовым давлением, при бурении которых применяются глинистые растворы в качестве промывочной жидкости. В процессе цементирования скважины глинистый раствор вытес­няется цементным. Это достигается в том случае, если удельный вес цемента минимально на 0,1 г/см3 больше удельного веса глинистого раствора. Согласно техническим требованиям, предъявляемым к этому виду цемента, временное сопротивление его изгибу должно быть примерно 170 МПа, (температура испытаний 22 ± 2 °С), удельный вес раствора — не менее 2,25 г/см3 , водо-цементное отношение подбирается экспериментально и зависит от количества наполнителя и технологии изготовления утяжеленного цементного порошка. Неправильное водо-цементное отношение может привести к оса­ждению утяжелителя, нарушению стабильности цементного раствора. Поэтому очень важно правильно определять количество воды для затворепия цемента.

Читайте так же:
Поставь ударение торты облегчить цемент квартал

Следует отметить, что наиболее качественный утяжеленный тампонажный цемент получается при совместном помоле клинкера с утяжелителем.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Способы производства цемента

В строительных работах цемент потребляется как самостоятельное сырье, так и в качестве компонента в составе (бетон или железобетон). Процесс изготовления трудозатратный и дорогой. Используемые производителями технологии напрямую влияют на качество сырья и его окончательную стоимость.

Базовый состав цемента одинаковый для всех видов. Цемент делают из глиняной породы, из которой изготавливается клинкер. От типа обработки зависят технические характеристики. Около 15% состава занимают минеральные добавки (только в точном соотношении с установленными государственными стандартами). Если процентное соотношение добавок будет нарушено, то свойства цементного раствора будут изменены. У раствора есть название — пуццолановый цемент.

На качество материала оказывает непосредственное влияние технология его производства:

  • зернистость помола влияет на степень застывания бетона и его прочность. Чем меньший размер имеет помол, тем прочнее раствор;
  • чтобы увеличить пластичность цементной смеси, в нее добавляют пластифицирующие компоненты органического и неорганического происхождения;
  • на уровень тепловыделения также влияют используемые добавки. Специальные вещества способны оказывать воздействие на количество и скорость выделения тепла.

Сегодня производители предлагают потребителю огромное количество видов цемента, которые следует использовать в зависимости от условий труда и особенностей строения. Но технологии производства остаются стандартными.

Этапы производства цемента

Изготовление цемента следует разделить на два основных этапа: получение клинкера и помол составляющих. Клинкер — смесь природного характера, обычно она изготавливается из извести (около 75%) и глины (около 25%). Компоненты прошли обжиг в специальных печах под воздействием высокой температуры. Возможен вариант замены глины на другие компоненты природного происхождения, например, трепел или доломит.

В природе можно найти уже готовый клинкер, который не нуждается в обжиге. Это мергель — горная порода. Но материала в природе настолько мало, что производители отдают предпочтение искусственно сделанного клинкеру.

Второй этап заключается в тщательном перемешивании составляющих клинкера в особых емкостях. Затем смесь проходит продолжительный обжиг в печах, что дает возможность компонентам вступить во взаимосвязь друг с другом. В результате глина и известь образуют небольшие шарики, величиной с грецкий орех. Затем компоненты смешиваются снова и измельчаются.



Технология производства

Технология производства цемента состоит их двух основных этапов. На первом этапе получается промежуточный продукт – клинкер, гранулы, нагретые до 1500° С, полученные из извести и глины. Это основа для будущего цемента. На втором этапе производства, клинкер измельчается вместе с гипсом или другими добавками и в результате получается портландцемент.

В себестоимости готовой продукции затраты на первый этап производства доходят до 80%.

В производстве цемента обязательно следует учитывать состав сырья по химико-минералогическим показателям: однородность, твердость. Эти показатели могут сильно варьироваться даже в сырье из одного месторождения, а тем более, из разных карьеров. Кроме того, сырье может отличаться и по таким параметрам как влажность и чистота, и зависит от условий добычи, способов транспортировки и хранения сырья. И в результате этого, должен быть выбран способ производства цемента.

Всего существует три способа: «мокрый», «сухой» и комбинированный.

  1. «Мокрый» способ получения цемента представляет собой процесс, при котором измельчение подготовленной сырьевой массы происходит в воде, в результате получается шихта из смешанных ингредиентов, представленной в виде суспензии, шлама, и с влажностью от 30 до 50%.
  2. При «сухом» способе производства цемента, как видно из его названия вода не применяется, шихта в этом случае представляет собой мелкоизмельченный порошок, ингредиенты которого перед применением, специально проходят сушку.
  3. При комбинированном способе производства цемента на выходе получается смесь с влажностью до 20%. Основой для данного способа выбирается или «сухой» способ, или «мокрый». При базовом «сухом» – процесс выглядит следующим образом: подготовленную сырьевую смесь гранулируют, добавляя в нее 10-14% воды. Если базовый способ «мокрый» – на выходе, полученный шлам, принудительно, специальными фильтрами, высушивают до влажности в 16-18%. В результате использования комбинированного метода, клинкер на обжиг попадает в виде гранул, размером 10-15 мм или пастообразной массы.

Безусловно, что для каждого способа применяется разное оборудование.

Технология производства цемента

Технология получения цемента имеет свои особенности, в зависимости от способа: мокрого, сухого или комбинированного.

Технология производства цемента сухим способом

Этот метод является экономически выгодным, поэтому используется практически на каждом производстве. Его особенность заключается в том, что на каждом этапе работы компоненты остаются сухими. Основа производства материала базируется на химических и физических характеристиках используемого сырья.

Все элементы проходят дополнительную сушку, а затем измельчаются до порошкообразного состояния. Компоненты смешиваются, другими словами, проходят этап гомогенизации. В итоге получается гомогенизационный силос или мука. Затем сырьевую муку отправляют в печь для прохождения деликатного обжига. Полученная смесь называется клинкер.

В следующей мельнице в клинкер вносятся всевозможные добавки (в зависимости от типа цемента). Затем компоненты снова измельчаются и микшуются. После этого сырье отправляется на сохранение в бункер. Там цемент комплектуется в мешки различной емкости и следует на отгрузку.

Технология производства цемента мокрым способом

Создание цементной смеси с добавление жидкости — менее популярный метод в сравнении с предыдущим. В его производстве используются карбонатный мел, силикатная глина. Возможно применение железосодержащих добавок, например, конверторного шлама, пиритных остатков.

Читайте так же:
Мордовский цемент с добавками

Глину, которую планируется использовать, обрабатывают в специальных вальцевых системах дробления, крошат до величины гранул от 0 до 100 мм. Состав направляется в болтушки для последующего отмачивания. Это позволяет создать шлам, с уровнем влажности около 70%. Компоненты, которые входят в состав смеси, смешиваются и измельчаются с использованием заданного процента влаги. В конечном счете, получается шихта с уровнем влажности в пределах 30-50%.

На данной стадии смесь проходит контроль качества. Если ее показатели соответствуют стандартам, то она обжигается под воздействием высоких температур, превращаемого в миниатюрные зерна. Их также следует перемолоть до порошкообразного вида. Данная технология трудозатратная, поэтому используется в формировании некоторых растворов.

Технология производства цемента комбинированным способом

Данная технология объединила сразу два метода производства цемента. В барабане для измельчения шлам проходит этап принудительного увлажнения до 40-45%. Затем состав проходит через фильтры с целью его обезвоживания. Затем состав доставляется на прогрев, что дополнительно уменьшает содержание жидкости.

После этого цементная масса отправляется на прогревание, где постоянно перемешивается. Готовый продукт направляется на сохранение и для последующего фасования в мешки.

Производство цемента на заводах

Выпуском цементной смеси занимаются специализированные предприятия. Чтобы получить качественный продукт требуется специальное оборудование и знание технологии. От мощности предприятия и качества сырья зависит выбор способа производства цемента.

Технологический процесс предполагает выполнение ряда производственных этапов:

    Добыча сырья, в состав которого входит гипс, глина, известняк. Дробление известняка с приданием полученному продукту необходимой влажности. Измельчение известняка. Смешивание его с глиной. Концентрация компонентов может меняться. Все зависит от характеристик используемого сырья. В основном соотношение составляет 3:1. В результате получается комбинированный, сухой или мокрый шлам. Обжиг. Сырьевая масса отправляется в печь, разогретую до 1500 градусов, где спекается и превращается в гранулированную фракцию — клинкер. Измельчение. Клинкер в специальных мельницах измельчается до порошкообразного состояния. Подготовленные ингредиенты смешиваются в соответствии с рецептурой марки будущего цемента. В процессе смешивания добавляется гипс и специальные минеральные добавки.

Сейчас читают: Электрические столбы из железобетона
Цементные составы изготавливаются по проверенным технологиям. В зависимости от состава и качества используемого сырья применяются разные методы подготовки исходных материалов.

Сухой способ

При производстве не используется вода. Основные материалы — глина и известняк, дробятся на специальном оборудовании. Сушатся, перемалываются в муку. Смешиваются при помощи пневматического инструмента и подаются на обжиг.

Клинкер, что образовался после обжига, измельчается до установленной фракции, фасуется в подготовленную тару и перевозится на склад. Производство цемента сухим способом позволяет снижать производственные затраты. Но требует повышенной однородности основных материалов. К тому же является опасным, с точки зрения экологии.

Мокрый способ

Преимуществом данного метода изготовления цемента является возможность точно подобрать необходимый состав шлама, несмотря на неоднородность исходного сырья. Шлам при таком способе приобретает жидкую консистенцию. В нем содержится около 40% жидкости.

Прежде чем сделать конечный продукт, шлам помещается в специальные технологические бассейны для корректировки состава. Затем отправляется во вращающиеся печи для обжига.

Температура обжига превышает 1000 градусов, поэтому изготовление цемента мокрым способом требует больших энергозатрат. Но дает возможность получать продукт высокого качества.

Комбинированные способы

Технология предполагает объединение сухого и мокрого способов производства цемента. Один из них может быть взят за основу, а второй — выступать в качестве дополнения. На разных предприятиях эти способы имеют различия. Все зависит от особенностей имеющегося оборудования для производства цемента, близости к месту добычи сырья, а также от потребностей на установленные марки продукта.

Если за основу взят мокрый метод, то сырье вначале смешивается, а затем обезвоживается в специальных сушилках с фильтрами почти до сухого состояния. Только после этой процедуры отправляется в печь. Такая технология позволяет уменьшать теплозатраты, поскольку в процессе обжига почти нет испарений.

Когда в основе лежит сухой способ, в процессе гранулирования готовой смеси используется вода. В обоих случаях влажность клинкера, отправляющегося в печь, около 10-18%.

Изготовление белого цементного раствора

Производство белого цемента нуждается в отдельном рассмотрении. Материал широко используется в отделке поверхностей. После высыхания приобретает белый цвет.

В соединение смеси входят мергель, известняк, мрамор, песок и глина, но в меньшей степени в сравнении с серым цементом. Большую часть смеси занимает мраморная крошка. В смеси также допускается присутствие красящих окислительных элементов: железа, хрома, марганца, титана и других. Мел и каолин придают раствору белесый оттенок. К чистоте используемой воды предъявляются высокие требования, ее процент в общей массе не более 45%. Материал проходит несколько уровней очистки, поэтому на исходе получается цемент высокого качества. Обрабатываемая раствором из белого цемента поверхность не имеет изъянов.

Измельчение клинкера продолжается в мельничном агрегате, в котором установлена специфическая облицовка. Деликатность измельчения белого цемента гораздо выше, чем обычного серого. Поэтому смесь производится двух марок М400 и М500. Изделия из белого цемента не осыпаются, не разрушаются, за ними легко ухаживать. Поэтому материал применяется в создании разнообразных архитектурных строений и форм.

Важно отметить, что белоснежный цвет материала позволяет создавать другие оттенки. На заключительном этапе производства в смесь вносится определенный процент пигментных добавок.

Для производства каждого вида цемента используется особое оборудование, а производители придерживаются определенной последовательности действий. Поэтому рекомендуется приобретать цемент у производителей, которые уже зарекомендовали себя на строительном рынке, сопровождают свою продукцию сертификатами качества.

Технология производства цемента в промышленных и домашних условиях

Процесс производства цемента достаточно сложен и трудоемок. Он требует наличия специального оборудования и соблюдения технологических норм и условий. Все это сказывается на конечной стоимости цемента. В статье будут рассмотрены особенности приготовления цемента в заводских и домашних условиях, а также рассмотрено необходимое для этого оборудование.

Читайте так же:
Пигмент для цемента своими руками

Технология производства цемента

Существуют определенные технологии изготовления, благодаря которым на выходе получают цемент достойного качества. Любые отступления от них изменяют свойства готового продукта и влияют на возможность его дальнейшего применения в строительстве.

Сырье для производства

В качестве исходного сырья используют:

  1. Различные виды глины (глина, глинистая горная порода, суглинок, глинистые сланцы, лессовидный суглинок).
  2. Карбонатные породы (мел, известняк, мергель, доломитовые осадочные горные породы, известняк-ракушечник).

Помимо основных компонентов в состав цемента вводятся корректирующие добавки, изменяющие свойства цемента. Это гипс, фосфогипс, апатит, а также кремнеземистые, глиносодержащие и глиноземистые добавки.

Сырье добывают на известковых и глиняных месторождениях в виде руды. На транспортере происходит измельчение руды до кусков 10-15 см в диаметре. Данный материал транспортируется на завод, где измельчается и обжигается в печах.

Схема изготовления цемента на заводе

Оборудование

В процессе производства цемента необходимы комплекты оборудования для выполнения следующих операций:

  • Добыча сырья.
  • Транспортировка сырья к месту производства.
  • Дробление сырья.
  • Обжиг сырья для получения клинкера.
  • Измельчение гранул клинкера.
  • Смешивание измельченных компонентов.
  • Фасовка цемента в мешки.

Мини-завод

В отличие от огромных заводов по производству цемента, мини-завод дает возможность в короткие сроки начать собственное производство этого стройматериала. Отпадает необходимость возведения капитальных сооружений. Небольшие размеры позволяют сократить штат сотрудников.

Используемое оборудование имеет меньшие размеры и энергопотребление, поэтому быстро окупается. При всей экономии, качество производимого цемента соответствует европейским стандартам. Цена такого мини-завода зависит от комплекта оборудования. В среднем она может составлять около 2,5 миллиона рублей.

Сухой способ производства и его технология

Данный способ является наиболее экономичным. Вода в работе не используется. Известняк и глинистую породу дробят, сушат, а затем мелко перемалывают. Смешивают полученную муку и обжигают в печах для получения клинкерных гранул. Дальнейший процесс не отличается от приготовления цемента другими способами. Клинкер перемалывается, в него вводятся корректирующие добавки. На выходе получается готовый продукт.

Как сделать цемент от этапа добычи до момента складирования можно посмотреть на видео:

Пластификатор

Пластификатор представляет собой химическую добавку в цемент, которая способна повысить прочность цементного раствора и улучшить его пластичность. Тем самым сокращается расход цемента, а прочность застывшего раствора увеличивается.

Кроме того, некоторые разновидности пластификаторов способны улучшать морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость раствора к образованию «высолов». Цементный раствор, в который добавлены пластификаторы, не будет растрескиваться на морозе или на жаре, а служить будет в несколько раз дольше.

Формы

При испытании цемента на прочность используются специальные формы.

Они изготавливаются из стали и служат для следующих целей:

  1. Для изготовления образцов цемента и бетона.
  2. Для определения линейной усадки цементного раствора.
  3. Для вычисления предела прочности цемента или бетона на сжатие и растяжение.

Шнеки

Шнеки представляют собой транспортеры, по которым осуществляется подача цемента в дозаторы. Проталкивание цемента по трубе шнека осуществляется при помощи вращающейся спирали.

Для ее вращения используется мотор-редуктор. Шнеки могут располагаться в любой плоскости, обеспечивая нужное направление подачи цемента. Диаметр шнековой трубы является стандартным — 219 мм. При необходимости длину шнека можно увеличить путем установки дополнительных звеньев.

Гидратация цемента

Гидратация цемента — это процесс твердения цементного раствора при его взаимодействии с влагой. Процесс гидратации может замедляться или вовсе прекращаться при высыхании цементного раствора или при его замерзании.

В частности, в летний зной раствору угрожает пересыхание. Поэтому в течение первой недели залитый цементный раствор желательно поливать водой или накрыть полиэтиленом для предотвращения испарения влаги. Зимой следует сооружать укрытия для предотвращения замерзания раствора.

Скорость гидратации можно также изменять путем добавления в цементный раствор соответствующих модификаторов. Они способны повысить устойчивость раствора к морозу и к пересыханию.

Добавки в цемент для гидроизоляции и для цвета

При помощи специальных наполнителей — колеров, удается обеспечить цементному раствору гидроизоляционные свойства. При смешивании с цементным раствором такие добавки способствуют образованию кристаллов, препятствующих быстрому испарению из раствора влаги.

Прочность такого раствора улучшается. При окончательном застывании происходит разрастание кристаллов и закупоривание имеющихся в бетоне пор. Такой бетон становится водонепроницаемым.

При помощи добавок изменяется цвет цементного раствора. Для этого используются красители на основе оксидов различных металлов. Например, красная окись железа сделает цемент красным, зеленая окись хрома придаст цементу зеленый цвет, обыкновенная сажа сделает цемент черным.

Перевалка цемента

Перевалка готового цемента — это процесс его отгрузки в цементовозы при помощи специального оборудования и последующей разгрузки. Для перевалки цемента используются загрузочные устройства, имеющие возможность опускаться в открытый люк цементовоза и герметично там фиксироваться.

Вытесняемый из цементовоза воздух выводится наружу посредством пылевого вентилятора. В качестве оборудования для разгрузки используются боковые и донные разгружатели. При перевалке цемента из вагонов применяются шнековые лотки, подъемники и насосы.

Как это происходит показано на видео:

Фасовка в мешки, оборудование

Фасовка различных видов цемента в отдельные мешки производится с целью его точного дозирования, а также защиты цемента от влаги. Материалом для мешков служит многослойная крафт-бумага, обладающая повышенной влагостойкостью. Расфасовка цемента осуществляется посредством специальных фасовочных аппаратов, работающих в полуавтоматическом или автоматическом режимах.

Цемент подается из силоса в фасовщик, откуда производится его засыпка в мешки. Когда мешок достигает требуемого веса, подача цемента останавливается. Полный мешок упаковывается и подается на транспортер.

Читайте так же:
Избавиться от тараканов цемент

Складирование, хранение и перевозка цемента

Цемент имеет ряд особенностей, которые оказывают влияние на способы его хранения. Он постепенно теряет свои качества не только при контакте с сырыми поверхностями, но и ввиду поглощения влаги из воздуха.

Поэтому хранение цемента в мешках допускается только в закрытых складских помещениях, имеющих нормальную влажность и достаточную вентиляцию.

Иначе обстоит дело с хранением рассыпного цемента. Склады для него, в зависимости от особенностей конструкции, могут быть силосными и бункерными.

Силосные склады — это металлические или железобетонные цилиндры-емкости, установленные вертикально. В нижней части имеются конусы для выдачи цемента в цементовозы. Бункерные или полубункерные склады представляют собой различные по форме емкости, размещаемые как поверх уровня почвы, так и под землей. Подача цемента в хранилища осуществляется транспортерами, а его выгрузка — при помощи шнековых механизмов.

Для перевозки цемента по железной дороге используются специальные вагоны-цементовозы. В них цемент перевозится насыпью. Это довольно экономичный способ, позволяющий быстро разгружать вагоны. При перевозке цемента в мешках используются обычные товарные вагоны.

Доставка цемента цементовозами

Для перевозки цемента по автодорогам используются цементовозы, представляющие собой тягачи с установленными на них цистернами. Их различают по грузоподъемности и способу загрузки. Самозагружающиеся машины способны в автоматическом режиме загружать рассыпной цемент из железнодорожных вагонов и силосов.

Производство в домашних условиях

Если вы решили изготавливать цемент в домашних условиях, то вам потребуется специальное оборудование: высокотемпературная печь для обжига, мельница и весы. В качестве сырья берется 1 часть глины или суглинка и 3 части известняка. Их необходимо измельчить и обжечь в печи при температуре около 1450 градусов. Именно при такой температуре происходит спекание материала и образование клинкера.

Клинкерные гранулы необходимо очень тщательно измельчить при помощи мельницы, а затем добавить в полученный порошок 5-6 % гипса. Полученный домашний цемент следует расфасовать в герметичные упаковки и хранить в сухом помещении. Качество домашнего цемента будем отличаться от материала выпущенного на производстве.

Видео расскажет, как правильно хранить цемент зимой и не только:

Производство цемента

Экономически привлекательным направлением для ведения бизнеса является строительство, а особенно производство строительных материалов. Эта отрасль отличается высокой рентабельностью и доходностью. Среди других строительных материалов, производство цемента занимает, пожалуй, центральное место – это один из основных материалов, применяемых в строительстве.

Здесь мы поговорим про производство цемента, оборудование для него и технологию изготовления.

Состояние рынка

В последнее время появилось много заводов и цехов по производству новых «модных» материалов, таких как металлопластик, профнастил, МДФ, различные виды черепицы и других. В силу своей новизны и небольших капиталовложений, эти направления приобрели большую популярность и, как следствие, получили высокую конкуренцию, и для дальнейшего развития им приходиться снижать уровень рентабельности. На этом фоне, производство цемента не выглядит столь привлекательно, но это только на первый взгляд. На самом деле, цемент, являясь традиционным строительным материалом, также продолжает использоваться в строительстве, несмотря на большое обилие новых инновационных материалов.

Производство цемента имеет постоянный уровень рентабельности, что позволяет получать производителю соответствующую прибыль. Конкуренция в этом сегменте имеет место, но ее влияние не столь значительно, так все возрастающие темпы строительства требуют все больше цемента, а в таком случае перенасытить рынок достаточно сложно. Поэтому, производство цемента, несмотря на то, что оно является высокотехнологическим и сложным, всегда остается привлекательным с точки зрения ведения бизнеса.

Технология производства

Технология производства цемента состоит их двух основных этапов. На первом этапе получается промежуточный продукт – клинкер, гранулы, нагретые до 1500° С, полученные из извести и глины. Это основа для будущего цемента. На втором этапе производства, клинкер измельчается вместе с гипсом или другими добавками и в результате получается портландцемент.

В себестоимости готовой продукции затраты на первый этап производства доходят до 80%.

В производстве цемента обязательно следует учитывать состав сырья по химико-минералогическим показателям: однородность, твердость. Эти показатели могут сильно варьироваться даже в сырье из одного месторождения, а тем более, из разных карьеров. Кроме того, сырье может отличаться и по таким параметрам как влажность и чистота, и зависит от условий добычи, способов транспортировки и хранения сырья. И в результате этого, должен быть выбран способ производства цемента.

Всего существует три способа: «мокрый», «сухой» и комбинированный.

  1. «Мокрый» способ получения цемента представляет собой процесс, при котором измельчение подготовленной сырьевой массы происходит в воде, в результате получается шихта из смешанных ингредиентов, представленной в виде суспензии, шлама, и с влажностью от 30 до 50%.
  2. При «сухом» способе производства цемента, как видно из его названия вода не применяется, шихта в этом случае представляет собой мелкоизмельченный порошок, ингредиенты которого перед применением, специально проходят сушку.
  3. При комбинированном способе производства цемента на выходе получается смесь с влажностью до 20%. Основой для данного способа выбирается или «сухой» способ, или «мокрый». При базовом «сухом» – процесс выглядит следующим образом: подготовленную сырьевую смесь гранулируют, добавляя в нее 10-14% воды. Если базовый способ «мокрый» – на выходе, полученный шлам, принудительно, специальными фильтрами, высушивают до влажности в 16-18%. В результате использования комбинированного метода, клинкер на обжиг попадает в виде гранул, размером 10-15 мм или пастообразной массы.

Безусловно, что для каждого способа применяется разное оборудование.

Оборудование для производства

В производстве цемента сначала необходимо подготовить сырье. Для измельчения известняка используются специальные промышленные дробилки, стоимость их от 200 000 рублей за единицу, для глины нужны мельницы-мешалки, в которых ее измельчают с помощью воды, стоимость их от 250 000 рублей.

Читайте так же:
Утепление пола стружкой с цементом

Дальнейший процесс смешивания и измельчения для получения однородной массы проводиться в шаровых трубных мельницах, стоимость которых начинается от 3 300 000 рублей.

Затем проводиться корректировка состава и шлам попадает во вращающуюся печь для обжига, где происходит завершение химических реакций, и на выходе получается клинкер. Следующий этап – охлаждение клинкера. Для быстрого охлаждения горячего клинкера, выходящего из печи с температурой 1200-1500°С необходимы специальные промышленные холодильники. В цементном производстве используются рекуператорные, барабанные и колосниковые холодильники. Барабанные холодильники имеют большие размеры и, при этом, слабую степень охлаждения, всего от 100 до 200°С , средняя производительность у рекуператорных холодильниках – охлаждают до 100-150°С, самые эффективные колосниковые, способны охлаждать до 80-120°С. В производстве цемента часто применяются вращающееся печи в комплекте с рекуператорным холодильником, их стоимость от 140 000 рублей.

Дальнейшее совместное измельчение клинкера, гипса и различных минеральных добавок происходит в шаровой трубной мельнице.

Для производства цемента необходимы и производственные площади с цехами. Высота потолков в помещении должна быть не ниже четырех метров, а необходимая минимальная площадь от 450 кв.м. Идеальный момент для ведения такого бизнеса – собственный или арендуемый карьер, для добычи глины и известняка. В таком варианте себестоимость цементной продукции существенно снизится, что обеспечит выгодные конкурентные условия на рынке.

Для полноценного производства цемента понадобятся и специальные линии по упаковке готовой продукции в мешки, автопогрузчики для складирования и отгрузки.

Необходимое количество единиц оборудования для производства цемента зависит от планируемого объема выпуска продукции, который скован, пожалуй, только финансовыми вложениями в бизнес. Цемент можно производить в больших количествах, так как строительный рынок способен поглотить очень большое его количество. Штат работников, занятых на таком производстве цемента, зависит от количества и технологичности применяемого оборудования.

Способы производства цемента

Цемент относится к категории гидравлических вяжущих компонентов. Считается самым востребованным строительным материалом. Получается при помоле цементного клинкера, получаемого обжигом природного или искусственного сырья. Так как в природе редко встречаются породы подходящего состава, большинство производителей использует смесь карбонатного щебня и глины.

Качество портландцемента зависит от содержания оксидов кальция, не менее 60-68 %, кварца 19-25 %, алюминия 4-8 %, железа 2-6%. Наличие повышенного содержания сернистого ангидрида, более 3,5 % или окиси магния более 4,5 %, может привести к усадке цементного камня при твердении. Для улучшения качественных показателей готового продукта, в клинкер при помоле добавляют активные минеральные добавки в виде доменного шлака, измельченных вулканических пород.

Добыча и первичная обработка сырья

В качестве основного сырья используется известняк желтого или зеленоватого оттенка. Добывается в карьерах глубиной до 10 км открытым способом. Залегает неравномерными пластами, количество которых не более 4-х. Известняк, прошедший 3-х разовое дробление в карьере, транспортируется на производство автомобильным или ж-д транспортом.

После предварительной сушки на складе под навесом, проводится первичный помол шихты с добавлением специальных добавок, корректирующих качественный состав. Для этого используются следующие способы приготовления цементного клинкера:

Мокрый

Поступившая из карьера глина, предварительно измельчается в валковых дробилках и перерабатывается в жидкую фазу. Затем точно взвешенные сырьевые компоненты, состоящие из молотого известняка, мела, жидкой глины, измельчаются и перемешиваются в сырьевой мельнице при добавлении воды.

В результате получается сырьевой шлам с влажностью 32-45 %. С помощью гидравлических насосов он перекачивается в вертикальные резервуары, где выдерживается и корректируется до заданного количественного, химического состава. Готовая смесь из резервуаров поступает в горизонтальные шламбассейны, где хранится до начала обжига, который осуществляется в длинных вращающихся печах.

Полученный цементный клинкер из печи поступает в специальный холодильник, после чего, пройдя предварительное дробление вместе с гипсом, поступает на герметичный бункерный склад. Для окончательного дробления используются шаровые мельницы. Они обеспечивают необходимую тонкость помола, от которой зависит активность цемента.

Этот способ производства цемента используется в том случае, если известковый мергель имеет значительные отклонения от требуемого химического состава, а в глине присутствуют посторонние примеси. Кроме того значительно уменьшается загрязнение окружающей среды. Однако на стоимость конечного продукта влияет большой расход топлива при обжиге.

Сухой

После предварительного дробления, сушки, известняк и глина загружается в сепараторную мельницу, где сырье размалывается и одновременно сушится до влажности 1-2 %. Готовая минеральная мука подается в специальные силосы для создания запаса, корректировки количественного и химического состава. После этого направляется в ступенчатые циклонные теплообменники для окончательной сушки, дегидратации, декарбонизации во взвешенном состоянии.

Из циклонов подготовленный состав муки подается в наклонную печь, в которой сырье обжигается, перемещаясь навстречу горючим газам сгоревшего топлива. Спекшийся клинкер пересыпается в холодильник и поступает на склад. После охлаждения, выдержки, перемалывается с помощью шаровой мельницы. Готовый цемент перекачивается в герметичные емкости для хранения и отправки потребителям. Этот способ производства наиболее распространен, так как считается более экономичным.

Комбинированный

Шлам влажностью 32-45 %, полученный по мокрой технологии, после выдержки в вертикальных резервуарах фильтруется в вакуум-прессах до влажности 15-20%. Затем смешивается с цементной пылью, гранулируется и поступает в печь для обжига. Далее следует последовательность операций идентичная предыдущим способам производства.

Вывод

Технология производства цемента подбирается в зависимости от качества сырья, его химического состава, физического состояния, наличия ближайших источников топлива, населённых пунктов, экологических требований.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector