Лучшее сырье для производства цемента

Как и из что делают цемент: состав цемента, маркировка консистенций и сфера их внедрения

Самым всераспространенным скрепляющим материалом в строительстве является цемент, который делается на базе магнезиальных либо карбонатно-силикатных горных пород. Крайняя разновидность занимает наиболее 90% рынка и именуется портландцементом. Процесс производства включает несколько шагов, ассортимент выпускаемых минеральных вяжущих материалов широкий, выяснить по маркировке область внедрения порошка полезно любому строителю.

Нормативные документы

Хоть какой строительный материал просит неотклонимой сертификации. Существует большой список ГОСТов и СНиПов, согласно которым выпускаются цементные консистенции. Эталоны определяют не только лишь свойство сырья, да и сферу внедрения, правила транспортировки, тестирования и много другое.

Где поглядеть нормы:

• ГОСТ 31108-2003 «ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
• ГОСТ 30515-97 «ЦЕМЕНТЫ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
• ГОСТ 10178-85 «ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИя».

В этих же документах можно отыскать доп акты и эталоны, которые посодействуют верно избрать материал для строй работ.

Методы изготовления

Производственные схемы, при помощи которых делают цементный порошок, имеют несколько вариантов. Так, самым обычным считается метод с высушенной базой, при котором все составляющие дробят пару раз, а потом обжигают и охлаждают. Простота и малые энергозатраты отражаются на цены – она низкая. Не считая этого, строительный цемент можно приготовить:

• Влажным способом, при котором база для сырья представляет собой вязкую кашу, состоящую из мела и воды. Дробят в порошок смесь уже опосля сушки и печной обработки;
• Комбинированным методом, который содержит в себе описанные выше варианты. Таковой цемент выходит наиболее мокроватым, ведь содержит около 20% воды. Вязкую кашу сушат, гранулируют, а лишь позже обжигают в особых печах.

Существует также бесклинкерная схема, где база – это гидравлический либо доменный шлак. В таком цементе находится существенное количество модификаторов и активаторов, которые облагораживают свойства готовой консистенции. Сырье дробится и перетирается, а потом употребляется для строй целей. Воплощение хоть какой из схем просит наличия сверхтехнологичного оборудования, а конкретно добывающих машин, печных установок, фасовочных станков и транспорта для доставки.

Разработка производства

Цементное вяжущее у различных производителей может отличатся начальным сырьем, но главные технологические операции схожи. 1-ая стадия – подготовка начального минерального сырья, т. е. несколько стадий размельчения известковых камешков и глины, смешивание этих компонент в подходящих пропорциях. Из что состоит цемент? Обычно это 3 весовых части известняка и 1 часть глины. Время от времени употребляется осадочная горная порода – мергель, где данные составляющие содержатся в подходящей пропорции.

Содержание

Римляне подмешивали к извести определённые материалы для придания ей гидравлических параметров. Это были:

• пуццоланы (отложения вулканического пепла Везувия);
• дроблёные либо измельчённые кирпичи;
• трасс, который они отыскали в районе г. Эйфеля (затвердевшие отложения вулканического пепла).

Невзирая на различия, все эти материалы содержат в собственном составе оксиды: диоксид кремния SiO₂ (кварц либо кремнекислота), оксид алюминия Al₂O₃ (глинозём), оксид железа Fe₂O₃ — и вызывают взаимодействие с ними извести; при всем этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием сначала соединений с кремнезёмом. В итоге кристаллизуются нерастворимые гидросиликаты кальция. В средние века было случаем найдено, что продукты обжига загрязнённых глиной известняков по водостойкости не уступают римским пуццолановым консистенциям и даже превосходят их.

Опосля этого начался столетний период усиленного экспериментирования. При всем этом основное внимание было обращено на разработку особых месторождений известняка и глины, на наилучшее соотношение этих компонент и добавку новейших. Лишь опосля 1844 года сделали вывод, что, кроме четкого соотношения компонент сырьевой консистенции, до этого всего нужна высочайшая температура обжига (порядка 1450 °С, 1700 K ) для заслуги крепкого соединения извести с оксидами. Эти три оксида опосля спекания с известью определяют гидравлические характеристики, и их именуют оксидами, обусловливающими гидравличность (факторами гидравличности).

Цемент выходит при нагревании гашёной извести и глины либо остальных материалов схожего валового состава и достаточной активности до температуры 1450 °С. Происходит частичное плавление, и образуются гранулки клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса и тонко перемалывают. Гипс управляет скоростью схватывания; его можно отчасти поменять иными формами сульфата кальция. Некие технические условия разрешают добавлять остальные материалы при помоле. Обычный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO₂, 5% Al₂О₃, 3% Fe₂O₃ и 3% остальных компонент и обычно содержит четыре главные фазы, именуемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза. В клинкере обычно находятся в маленьких количествах и несколько остальных фаз, таковых как щелочные сульфаты и оксид кальция.

Алит является более принципиальной составляющей всех обыденных цементных клинкеров; содержание его составляет 50-70%. Это трехкальциевый силикат, Са₃SiO₅, состав и структура которого изменены за счет размещения в сетке посторонних ионов, в особенности Mg 2+ , Al 3+ и Fe 3+ . Алит относительно стремительно реагирует с водой и в обычных цементах из всех фаз играет более важную роль в развитии прочности; для 28-суточной прочности вклад данной нам фазы в особенности важен.

Содержание белита для обычных цементных клинкеров составляет 15-30%. Это двукальциевый силикат Ca₂SiO₄, измененный введением в структуру посторонних ионов и обычно вполне либо большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медлительно реагирует с водой, таковым образом слабо влияя на крепкость в течение первых 28 суток, но значительно наращивает крепкость в наиболее поздние сроки. Через год прочности незапятнанного алита и незапятнанного белита в сравнимых критериях приблизительно схожи.

Содержание алюминатной фазы составляет 5-10% для большинства обычных цементных клинкеров. Это трехкальциевый алюминат 3СaAS(3CaO*Al₂O₃*SiO₂), значительно модифицированный по составу, а время от времени и по структуре, за счет посторонних ионов, в особенности Si 4 , Fe 3+ , Na + и К + . Алюминатная фаза стремительно реагирует с водой и может вызвать не нужно резвое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

Ферритная фаза составляет 5-15% обыденного цементного клинкера. Это — четырехкальциевый алюмоферрит 4СaAFS(4CaO*Al₂O₃*Fe₂O₃*SiO₂), состав которого существенно изменяется при изменении дела Al/Fe и размещении в структуре посторонних ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько разнообразить из-за различий в составе либо остальных свойствах, но, обычно, она высока в исходный период и является промежной меж скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Выдающийся учёный химик Шуляченко, Алексей Романович считается папой российской цементной индустрии. Обширное применение получила шахтная печь Антонова для обжига и производства клинкера.

Состав цемента

Из что состоит цемент сейчас? Как и раньше клинкер – это главный компонент, входящий в состав цемента. Конкретно от него зависят характеристики и крепость строительного материала. Не считая того, в состав входят активные минеральные добавки (15%) в согласовании со эталонами производства. Они некординально влияют на главные характеристики и технические свойства строительного материала. Если прирастить количество добавок до 20%, то характеристики цемента будут несколько изменены, а называться он будет пуццолановым цементом.

Большой вес цемента в рассыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/куб м, уплотненном – до 2000 кг/куб. м. Рассчитывая емкость складов для хранения, вес цемента приравнивается 1200 кг/куб. м. Выпуск цемента без добавок регламентирует ГОСТ 10178-76, с добавками – ГОСТ 21-9-74.

Окончательное дробление

Клинкер помещается в крутящийся барабан, с металлическими шариками снутри. К содержимому добавляют гипс, количество которого зависит от марки цемента. Под действием вращательных движений и перемещения шариков, смесь измельчается до пылеобразной формы – это и есть готовый цемент.

Создание цемента проходит на специализированных заводах с внедрением силы трения и тепловой энергии. При всем этом, известняковые породы медлительно преобразуются в цемент. По окончанию технологического процесса, готовый продукт можно применять для строительства всех конструкций, огромных и малеханьких размеров.