Beton-zavod-ivanteevka.ru

БЕТОННЫЙ ЗАВОД "РБУ ИВАНТЕЕВКА"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Преимущества и технологии цементного мини-завода

Преимущества и технологии цементного мини-завода

Описание мини-завода – отличия от масштабных линий производства

Согласно официальным статистическим данным, спрос на цемент растет с каждым годом на 5%. Для удовлетворения локального дефицита в конкретном районе города или области имеет смысл организовать небольшое производство. В этом случае строить крупномасштабный завод нет смысла.

Производство цемента в России

Производство цемента в России

Мини-линию можно установить вблизи стройки и не тратить дополнительные средства на транспортировку, что снизит себестоимость продукции. И строительной компании от этого будет своя выгода, поскольку снизится и розничная цена цемента. Часто компании заключают подрядные договоры с мини-заводами, размещают комплекс на своей территории и имеют более выгодные условия.

Плюсы мини-завода по изготовлению цемента:

Мини завод по производству цемента

  • можно установить его на небольшой площади, даже на улице;
  • мобильность – можно легко собрать/разобрать и перевезти на новое место; Мини завод по производству цемента
  • экономичность – низкое потребление ресурсов (воды, электроэнергии, топлива);
  • быстрая окупаемость вложенных средств;
  • сервисное обслуживание – производители предлагают своих специалистов для отладки процесса изготовления, а также гарантийное обслуживание мини-линии в течение года.

Его недостатком является только более низкая производительность, по сравнению с крупными заводами, однако, и в этом есть преимущество – не нужно больших складских помещений. А если есть договоренность со строительными компаниями, то можно поставлять для них цемент без упаковки – это снизит себестоимость.

Составные элементы производственного комплекса

Мини-завод по производству цемента должен включать следующие механизмы и узы:

План схема агломерации ( дробления, мойки , сушки)

  • дробильно-сырьевой узел для обработки сырья;
  • помольный механизм; План схема агломерации (дробления, мойки, сушки)
  • печно-обжигательный комплекс;
  • узел дробления и смешивания гипса и клинкера;
  • механизм помола цемента;
  • упаковочный агрегат;
  • лабораторный комплекс для контроля качества.

Технические характеристики оборудования на примере мини-завода Т-100-190, страна-производитель – Россия.

Мини завод по производству цемента, Россия

  • мощность комплексов – до 250 кВт/ч;
  • производительность – до 100 т в сутки; Мини завод по производству цемента, Россия
  • необходимые производственные площади – 4800 м 2 , из них закрытые для склада сырья и готового продукта – 1300 м 2 ;
  • количество обслуживающего персонала – 42 человека для работы в три смены (сутки);
  • стоимость – 123 000 000 рублей.

Менее производительный комплекс – Dry Mill от компании Росатех. Характеристики:

  • производительность – 4 т в час;
  • мощность – 700 кВт;
  • необходимая площадь – 50*100 м 2 ;
  • вес комплекса – 170 т;
  • стоимость – 2 900 000 рублей.

Китайские производственные комплексы будут стоить гораздо дороже, например, LUN-PRC, выработкой 120000 тонн в год, цена 137 700 000 рублей.

Технология производства

Процесс производства состоит из нескольких этапов:

  • подготовка сырья. Исходное сырье, поступающее с добывающих карьеров на производство, имеет различные фракции. Для начала, его следует очистить от посторонних примесей с помощью сита. Далее сырье направляется в бункер для помола. Процесс производства цемента Процесс производства цемента
  • измельчение всех компонентов. Известняк и глина должны измельчаться отдельно друг от друга. Для этого предусмотрены специальные камеры. Измельченная смесь транспортируется в отдел гомогенизации;
  • следующий этап – смешивание всех компонентов. С помощью дозаторов исходное сырье поступает в смесительный бункер. Пропорции закладываются в систему автоматизированного управления комплексом заранее, согласно выбранной рецептуре. Далее – смешивание и помол полученной смеси. В результате последнего измельчения необходимо добиться однородной массы, чтобы отдельные фракции всех компонентов были одинаковыми; Технология производства цемента в общих чертах Технология производства цемента в общих чертах
  • гранулирование. В полученное сырье добавляется небольшое количество воды, и формируются гранулы. Этот этап может быть опущен, в зависимости от комплектации оборудования;
  • обжиг клинкера. Процесс обжига осуществляется с помощью печной установки. Объем печи небольшой – это необходимо для лучшего теплообмена компонентов. На выходе получается клинкер – цемент разных фракций. Есть некоторые модели мини-заводов, которые рассчитаны на определенный вид топлива для печи обжига. Например, оборудование от компании ЛОРИС, работает только на угле. Это стоит учитывать при приобретении комплекса, поскольку нужно будет позаботиться о закупке и хранении топлива. Есть более простые модели, работающие на природном газе; Схема изготовления цемента на заводе
  • помол цемента – его нужно привести к однородному состоянию. Для этого снова используются дробильные механизмы. На этом этапе необходимо добавлять гипс в состав цемента, в пропорциях, согласно рецептуре. Процесс проходит в достаточно мощных бункерах – 75% потребляемой электроэнергии приходится на эти действия;
  • фасовка и упаковка готового продукта. Дозирующий механизм наполняет сухой смесью бумажные мешки, которые затем направляются по конвейерной ленте на склад готовой продукции.

Материал для производства

Основными составляющими портландцемента являются:

Портландцемент

  • известняк – природный компонент, который должен содержать не менее 50% оксида кальция и не более 5% карбоната кальция; Портландцемент
  • глина – в ее составе должен быть оксид алюминия – до 18% и диоксид кремния – не более 60%;
  • уголь – имеющий теплоту сгорания – 4000 ккал/кг;
  • гипс – сульфат кальция (минимум 75%);
  • минеральные добавки – согласно рецептуре.

Из чего делают цемент

Для производства одной тонны цемента понадобятся следующие объемы сырья:

Состав цемента

  • известняк – 694 кг; Состав цемента
  • гипс – 50 кг;
  • глина – 125 кг;
  • уголь/зола – 80 кг;
  • добавки минеральные – 40 кг.

К тому же, приобрести разрешение и организовать добычу полезных ископаемых — довольно хлопотное и затратное дело.

Бизнес-план по производству

Для того, чтобы определить экономические выгоды мини-бизнеса по производству цемента, необходимо рассчитать себестоимость:

Производство цемента в РФ по регионам

  • затраты сырья:
    • известняк – 1,100 руб. за 1 кг * 694 кг = 763, 40;
    • гипс – 6 руб. за 1 кг * 50 кг = 300, 00;
    • глина – 10 руб. за 1 кг * 125 кг = 1250, 00; Производство цемента в РФ по регионам
    • уголь – 4,20 руб. за 1 кг * 80 кг = 336, 00;
    • итого – 2649,40;

    Себестоимость месячного объема – 2200 * 4201,90 = 9 244 180,00.

    Производство цемента в 2014-2016 году

    Производство цемента в 2014-2016 году

    Цена реализации 1 т — 6 000,00.

    Выручка в месяц – 13 200 000,00.

    Прибыль – 3 955 820,00.

    Стоимость оборудования, обеспечивающего такую производительность – 123 000 000 рублей.

    Способы производства цемента

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

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

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

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

    Мокрый способ производства цемента.
    Сухой способ производства цемента.
    Комбинированный способ производства цемента.

    Производство цемента складывается в основном из следующий операций: добыча сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.
    Существуют два основных способа производства — мокрый и сухой. При мокром способе производства сырьевую смесь измельчают и смешивают сырьевые материалы с водой. Получаемая сметанообразная жидкость — шлам — содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

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

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

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

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

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

    При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка.
    В ряде случаев может оказаться целесообразным комбинированный способ производства, при котором сырьевая смесь в виде шлама, полученного при обычном мокром способе производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

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

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

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

    Мощность цементных заводов устанавливают в зависимости от сырьевой базы и потребности района в цементе. На новых заводах она равна обычно 1-2 млн. т цемента в год.

    Характерным показателем производительности труда на цементных заводах является выпуск цемента на одного рабочего в год, который в 1963 г. составил 915 т. Выработка на одного работающего была 7-62 т. На заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, выработка цемента достигла соответственно 2000 и 1600 т.

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

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

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

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

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

    Печь для получения цемента

    Jiangsu Pengfei Group Co.,Ltd.

    Адрес:Benjia Ji, Northern Suburb of Hai’an County, Nantong City, Jiangsu Province, China
    Индекс: 226623
    Тел: +86-513-88755311
    +86-513-88755027
    Факс: +86-513-88755315
    E-mail: wja@pengfei.com.cn

    Вращающаяся печь для произвродства цемента

    Вращающаяся Печь Для Производства Цемента

    Описание Цементной Вращающейся Печи:
    Как главное оборудование в обеих линиях по сухому и мокрому способам производства цементного клинкера, эта цементная вращающаяся (барабанная) печь широко используется в области металлургии, химической промышленности, промышленности огнеупорных стройматериалов, в области защиты окружающей среды и т.д. Она, главным образом, состоит из цилиндрического корпуса, опорного устройства, опорного устройства со сцепляющим колесом, ведущего механизма, подвижной головной части, герметизирующего приспособления на конце, трубы для распыления угля и т.д.

    Что касается её частей, они были снабжены передовым гидравлическым сцепляющим колесом. Также в конструкцию были включены поршневый насос высокой точности, высокоточный клапан регулировки скорости и уплотнительное устройство контактного типа с графитовым блоком. Чтобы улучшить его автоматизм, для наблюдения за огнём использовалось промышленное телевидение, и эта последовательность технологических операций была в состоянии имитировать люминесцентный экран. На инфракрасном сканисторе чётко отображалась зона обжига. Все эти устройства делают работу с печью более удобной, надёжной и наглядно простой. По сравнению с другими подобными продуктами у нашей цементной вращающейся печи на 10% выше производительность, на 5-10% лучше продуктивность и на 15% меньше потребление тепла.

    Помимо клинкера, печь может также использоваться для обжига глины, ровно как и для сушки известняка и шлака. В линии по производству огнеупорных материалов она может использоваться для обжига сырья, чтобы придать ему упругость и более стабильный размер, прежде чем ему можно будет придать определённую форму. Также печь можно использовать в линиях по производству цветных и чёрных металлов, таких как железо, алюминий, медь, цинк, олово, никель, вольфрам, хром и т.д. Она может использоваться в обжиге и спекании руд, рудных концентратов, полуфабрикатов и т.д.

    В процессе рудоподготовки эта цементная вращающаяся печь может использоваться для намагничивания и обжига необогащённых железных руд, чтобы увеличить их магнетизм, что хорошо для их магнитного разделения. В химической промышленности печь может использоваться в производстве содовой, а также для обжига фосфорных удобрений и сернистого бария, она потребляет малое количество электроэнергии и может использоваться для работы со среднесортной и низкосортной фосфоритной мукой. В дополнение к этому, в области защиты окружающей среды печь может использоваться, чтобы сжечь опасные отходы или мусор без ненужной выгрузки. С этой целью отходы могут быть использованы в качестве топлива.

    Характеристики Цементной Вращающейся Печи, Работающей По Сухому Способу:

    Примечание: характеристики в таблице приведены исключительно для ознакомления, все особенности могут быть оговорены в контракте.

    Характеристики Цементной Вращающейся Печи, Работающей По Мокрому Способу:

    Тех. параметры (м)Φ3.1/2.5 ×78Φ3×88Φ3×100Φ3.3×118Φ3.3×125Φ3.5×145Φ4×150
    Производительность (т/д)2403843004004007001000
    Угол наклона печи (%)3.53.543.53.53.53.5
    Число опор4556667
    Тип опорного роликаГидравли
    ческий
    Гидравли
    ческий
    ГидравлическийГидравлический
    Скорость вращенияГлавный привод (об/мин)0.5-1.5-1.74-1.74-1.45-1.45-1.381.62
    Вспомогательный привод (об/ч)2.853.243.263.263.262.63.98
    Часть главного приводаДвигательМодельZSN-280-11YSP315M-6ZSN4-280-091BZSN4-315-071ZSN4-315-091ZSN4-250-21BZSN4-355-092
    Номинальная мощность (кВт)909011012516090×2280
    Диапазон скорости вращения (об/мин)20-17010001000-7507501000240-750
    Номинальное напряжение (В)440380440440440440440
    РедукторМодельZSY500-63YSY1110-711ZSY560ZSY630lZSY630-Zsy165-3-I/IIYSND60-VIBL
    Общее передаточное отношение64.3277171808064.363
    Часть вспомогательного приводаДвигательМодельY160L-6Y160L-6Y160L-6Y180L-6Y180L-6Y160M-6Y180L-6
    Номинальная мощность (кВт)11111115157.5×215
    Диапазон скорости вращения (об/мин)970970970970960960970
    Номинальное напряжение (В)380380380440380380380
    РедукторМодельZL50ZL50-14-IIZL50-14ZL60-14ZL60-14ZL42.5-14ZL50-14
    Общее передаточное отношение64.32731.1631.1631.1631.1630.5331.5
    Общий вес (исключая огнеупорный кирпич) (т)5308408189161218

    Примечание: характеристики в таблице приведены исключительно для ознакомления, все особенности могут быть оговорены в контракте.

    Как профессиональный производитель и поставщик цементных вращающихся печей в Китае, компания Jiangsu Pengfei может также предоставить Вам множество другого оборудования, такого как вибрационный питатель, многоковшовый цепной экскаватор, линии для производства цемента, линии для измельчения цемента, шлифовальное оборудование, дробильное оборудование, пылесборник, холодильное оборудование, оборудование для сушки, оборудование для комбинированных удобрений, упаковочные машины, химическое оборудование и система электронного управления. Большинство наших продуктов прошли сертификацию ISO9000 и CE и были довольно популярны среди клиентов из более чем 60 стран и областей, таких как Германия, Россия, Бразилия, Египет, Иран, Япония, Южная Корея, Бенгалия, Пакистан, Турция, Бирма, Вьетнам, ЮАР, Колумбия, Боливия и т.д. Если Вам нужна цементная вращающаяся печь, пожалуйста, смело обращайтесь к нам.

    Печь для получения цемента

    Статьи Материалы Минеральные вяжущие вещества Портландцемент. Определение. Технология. Минералы.

    Портландцемент. Определение. Технология. Минералы.

    В 1824 г. английский каменщик Аспдин взял в графстве Йорк патент на изготовление гидравлического вяжущего, которое он назвал портландцементом по его внешнему сходству с известным естественным камнем с острова Портланд в Доршире. Надо, однако, заметить, что температура обжига смеси, при которой Аспдин вначале оперировал, не превосходила температуру обжига извести. Так что полученный Аспдином продукт хотя и представлял цемент, но не был тем продуктом, под которым мы в настоящее время понимаем портландцемент.

    Установить время открытия настоящего портландцемента в ту пору было затруднительно. И лишь сравнительно недавно было установлено, что приоритет открытия портландцемента, в полном смысле как мы его понимаем, принадлежит русскому технику Егору Челиеву, который в 1825 г. предложил и выполнил обжиг сырьевой смеси до температуры спекания и получил настоящий портландцемент, который им был назван силикатным. Вообще, это название более правильное, хотя до сих пор этот цемент и носит название портландского. Следует сказать, что большой вклад в развитие производства цемента и теории твердения его сделали русские, а после революции советские ученые А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбский, И. Г. Малюга, академики А. А. Банков, П. А. Ребиндер и многие другие.

    Так что такое портландцемент в современном его понимании? Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания смеси глины и углекислого кальция, с преобладанием в продукте обжига силикатов кальция. Спекшуюся сырьевую смесь, представляющую собой камневидные мелкие и крупные куски, называют клинкером. Получение портландцемента состоит как бы из двух технологических операций: получения клинкера путем обжига сырьевой смеси и помола этого клинкера в тонкий порошок.

    Для получения клинкера портландцемента берется примерно 25 % глины и 75 % чистого известняка, т. е. состоящего на 100 % из углекислого кальция. Искусственно подобранная смесь или природный мергель указанного состава обжигается при температуре 1450 °С. В результате обжига из теплового аппарата выходит клинкер, который в дальнейшем размалывается в тонкодисперсный порошок, называемый цементом.

    При помоле клинкера в цемент вносятся различные добавки для регулирования его свойств. В технологии получения цемента используются три технологические схемы, которые выполняются «мокрым», «сухим» и «комбинированным» способами. Ниже, на рисунке, показана технологическая схема получения портландцемента «мокрым» способом.

    Наиболее сложной в этой схеме является операция обжига. Обжиг сырья осуществляется, как правило, во вращающихся печах различной длины. Печь условно разделена на шесть зон, в которых происходят по мере движения сырья различные процессы. В первой зоне при температуре 20-200 °С происходит испарение свободной воды из сырьевой смеси, во второй — до температуры 650 °С сгорают органические примеси и удаляется химически связанная вода. В третьей зоне с температурным интервалом 650-1200 °С минералы сырья разлагаются на отдельные оксиды, которые в экзотермической зоне до 1300 °С соединяются, образуя минералы C2S, C3A и C4AF. В пятой зоне — зоне спекания — образовавшаяся смесь переходит в расплав при температуре 1450 °С, в котором C2S частично насыщается оксидом кальция, образуя трехкальциевый силикат C3S. В последней зоне сырьевая смесь охлаждается, образуя клинкер в виде окатанных зерен серо-зеленоватого цвета. После охлаждения клинкер выгружается и подается на склад, где он выдерживается (магазинируется) и поступает в помольный цех.

    Таким образом, в результате сложных химических превращений при обжиге в клинкере образуется ряд новых химических соединений, называемых минералами портландцемента, основными из которых являются четыре минерала, обеспечивающие портландцементу гидравлические свойства.

    Это минералы:
    — трехкальциевый силикат 3CaO·SiО2 (алит),
    — двухкальциевый силикат 2CaO·SiО2 (белит),
    — трехкальциевый алюминат ЗСаО·А12О3 (целлит),
    — четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO·Al2О3·Fe2О3 (браунмиллерит).
    Для сокращения написания формул минералов принято обозначать их соответственно следующими обозначениями: C3S; C2S; C3A; C4AF. Среднее содержание минералов в обычном портландцементе составляет:
    C3S = 60-37 %;
    C2S = 37-15%;
    С3А=15-7%;
    С4AF = 10-18 %.
    Если C3S : C2S > 4, то цемент называется — алитовым портландцементом,
    а если C3S : C2S < 1, то его называют — белитовым, и т. д.
    Таким образом, из сырья, представляющего по химическому составу смесь после обжига, получается клинкер, содержащий в своем составе соединения, отличные от исходного сырья.

    Поскольку портландцемент вещество полиминеральное, то, естественно, его свойства будут зависеть как от свойств минералов, так и от количественного их содержания. Поэтому возникает необходимость рассмотреть более подробно свойства минералов портландцемента. Профессор О. Ф. Окороков искусственным путем синтезировал минералы портландцемента и на основании своих экспериментов установил их свойства, которые представлены в таблице ниже

    Как видно из результатов исследований, наибольшей скоростью твердения обладают трехкальциевый алюминат и трехкальциевый силикат. Эти минералы уже к 3-суточной выдержке набирают достаточно прочности по сравнению с 28-суточным возрастом. Наименьшая скорость твердения у двухкальциевого силиката.

    Однако если смотреть по абсолютной величине конечной прочности, то наибольшей прочностью обладает трехкальциевый силикат, затем четырехкальциевый алюмоферрит, двухкальциевый силикат и самой низкой трехкальциевый алюминат. Одной из важных характеристик является тепловыделение минералов при их твердении. По этому показателю в порядке уменьшения тепловыделения минералы расположены в следующей последовательности: максимальным тепловыделением обладает трехкальциевый алюминат, затем идут трехкальциевый силикат, четырехкальциевый алюмоферрит и минимальное тепловыделение у двухкальциевого силиката.

    Таким образом, наличие и соотношение минералов в цементе будет существенно отражаться на свойствах самого цемента. Например, для устройства плотин, массивных гидротехнических сооружений, где сразу укладываются большие массы бетона, желательно, чтобы цемент имел в одно и то же время небольшие тепловыделение и достаточную порочность. Очевидно, наиболее целесообразно применять цементы с повышенным содержанием белита и минимальным содержанием алюминатов.

    Для устройства же дорожных покрытий, где требуется высокая прочность и морозостойкость, но меньшее влияние оказывает тепловыделение, наилучшим является алитовый цемент с максимальным содержанием C3S.
    Для устройства полов в помещениях в холодное время года, когда требуется небольшая прочность цементной стяжки, невысокая морозостойкость, но скорость набора прочности должна быть высокой, наиболее целесообразно является применение алюминатных цементов.

    Приведенные примеры показывают, как важно строителю знать минералогический состав цемента. В практике же часто строители не обращают должного внимания на минералогический состав, что вызывает и определенное качество бетонируемых конструкций.

    Что такое цемент — свойства, из чего делают

    Сухой цемент

    Материалы

    Цемент – это распространенный материал не только в строительстве, но и в декорировании. Из него создают строительные блоки и целые фундаменты, элементы интерьера или сада. Но чаще всего он используется в возведении сооружений. Рассмотрим подробнее этот материал, что это такое и из чего делают цемент.

    Что такое цемент — описание и технические характеристики

    Сухой цемент

    Сухой цемент выглядит как мелкий порошок, который при перемешивании с жидкостью переходит в пластичную массу. В таком виде материал может принимать любые формы под воздействием человека. После продолжительного контакта с воздухом масса застывает до твердого, каменного состояния.

    Смеси принято делить по следующим признакам:

    • Назначению.
    • Времени, за которое раствор схватывается.
    • Виду основного материала (клинкера).
    • Скорости затвердевания.
    • Веществам, входящим в состав.
    • Показателям прочности.

    К основным техническим характеристикам материала относят:

    • Морозоустойчивость. Сколько раз можно заморозить и дать оттаять материалу без потери прочности.
    • Прочность. Проверяют путем механического давления на затвердевший образец. В зависимости от скорости разрушения цементу присваивается та или иная марка.
    • Срок, за который схватывается материал. Важно при проведении работ в холодное время года.

    История появления и сфера использования

    Цемент пришел на смену вяжущим смесям, затвердевающим на воздухе, – гипсу и известняку. Эти материалы обладали низкой водостойкостью и быстро разрушались под воздействием внешних факторов. Прочность воздушных вяжущих веществ пытались повышать, добавляя к ним обожженную глину мелкого помола.

    Точно известно, когда изобрели цемент, – в 1824 году. Тогда появился современный портландцемент, названный так из-за английского острова Портланд, состоящего из известняковых пород. После добавления в портландцемент мелких камней, песка и воды раствор можно было применять в качестве бетона. Он хорошо выдерживал нагрузки на сжатие, но плохо работал на растяжение. Через несколько десятилетий начали использовать металлическую арматуру для укрепления конструкций из цемента.

    В зависимости от типа добавок и физических свойств цемент применяют в разных сферах:

    • изготовление скульптур или частей фасадов,
    • декоративное покрытие,
    • создание конструкций, находящихся в постоянном контакте с водой, кислотами или под землей.

    Некоторые марки раствора используют для проведения аварийных работ в условиях пониженных температур.

    Из чего сделан цемент, состав и пропорции сырья

    Клинкер цементный

    Требования, предъявляемые к физическим и химическим показателям цемента, влияют на состав. Есть четкие пропорции того, из чего состоит цемент – это глина и известняк в соотношении 3:1.

    Главные составляющие цемента:

    • Клинкер (получают путем обжига известняка и глины. Под действием большой температуры происходит плавление и получается масса с большим содержанием кремнезема и диоксида кальция. От этих веществ зависят физические свойства материала).
    • Гипс (от его количества зависит, как быстро затвердеет раствор).
    • Добавки для придания тех или иных свойств.

    Исходным сырьем при производстве цемента выступают различные горные породы. Это могут быть ископаемые карбонатного типа (мергель, мел, ракушечник, доломитовые породы) или осадочные породы (суглинок, лёсс, глинистый сланец).

    Пропорции сырья для получения цемента:

    • 60% – известь.
    • 20% – кремниевый диоксид.
    • 4% – алюминий.
    • 2% – гипс.

    К корректирующим добавкам относится: минерализаторы, железо, белитовый шлам, апатиты, глинозем и пр.

    Самый распространенный состав цемента – портландцемент, имеет следующие пропорции: 25% кремниевого диоксида, 60% извести, 10% гипс и оксид железа, 5% глинозем.

    Иногда говорят, что бетон – это то же, что цемент, но это неверное утверждение.

    Марки цемента, какие бывают, применение

    Марки цемента

    По ГОСТу упаковка смеси должна содержать информацию о нем: наименование, производителя, класс и марку. Марка обозначает предел прочности затвердевшего образца в килограммах на один квадратный сантиметр. Прочность зависит от того, из чего делали цемент.

    Смеси с маркировкой М300 используют во время монтажа сооружений без больших нагрузок.

    Цемент М400 подойдет для производства железобетонных изделий и малоэтажного строительства.

    Марку М500 применяют для строительства многоэтажных объектов и производства ЖБИ повышенной прочности.

    Самый прочный вид цемента – М600, используют для возведения мостов и строительства военных объектов.

    Маркировка по виду добавок

    Марки цемента указаны в ГОСТе 31108-2016. Это последовательность букв и цифр, которая зависит от использованных в ходе производства добавок и целевого назначения смеси.

    Первым идет обозначение вида смеси:

    • ЦЕМ I – обычный портландцемент, не имеющий добавок.
    • ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками (если добавок от 5 до 20%, то в маркировку добавляют букву А, если от 21 до 35% – В).
    • ЦЕМ III – шлакопортландцемент, содержит размолотый шлак (имеет три подтипа в зависимости от его количества в смеси: А – от 6 до 20%, В – от 21 до 35%, С – от 36 до 60%).
    • ЦЕМ IV – пуццолановый цемент с добавками вулканического происхождения.
    • ЦЕМ V – композиционный цемент, может включать в себя несколько добавок.

    Маркировка цемента по виду добавок

    После латинских букв А, В и С кириллицей указывается тип присадки:

    • И – известняк.
    • М, МК – микрокремнезем.
    • З – зола-унос.
    • Ш – шлак.
    • П – пуццоланы.
    • Г – глиеж.
    • К – композиционный, содержащий несколько присадок.

    Следом в маркировке указан класс прочности застывшего материала. Нормальным принято считать набор прочности за 28 дней, хотя проверка также проводится на второй и седьмой день. После этого на 28-й день образец испытывают на специальном станке. Цифры указывают, какое давление в МПа может выдержать материал.

    Соответствие класса и марки представлено в таблице:

    КлассМарка
    22,5М300
    32,5М400
    42,5М500
    52,5М600

    После цифр могут идти буквы Б, Н или М. Они говорят о том, с какой скоростью затвердеет раствор: быстротвердеющий, нормальнотвердеющий или медленнотвердеющий. Этот показатель зависит от того, из чего была сделана цементная смесь.

    Иногда на упаковке также встречается маркировка «СС». Она не относится к современному ГОСТу и говорит о том, что состав сульфатостойкий.

    Нередко производители указывают на упаковке устаревший ГОСТ 10178-85. В нем маркировка материала отличается. Чтобы не запутаться, можно воспользоваться таблицей соответствия маркировок.

    Что такое цементный клинкер

    Цементный клинкер

    Клинкер – это материал, возникающий после первого этапа производства цемента. В специальной печи при температуре свыше 1000 градусов обжигают смесь известняка и глины. В результате получают гранулированный полуфабрикат.

    Свойства готового клинкера определяются технологией нагрева, методом помола и охлаждения, составом сырья и добавлением присадок.

    В клинкере обязательно присутствуют четыре элемента в определенных пропорциях: не менее 52% алита, 14-31% белита, 4-11% алюмината, 5-15% алюмоферрита.

    Кроме изготовления цемента, клинкер используют для облицовки искусственных водоемов и печей, украшения фасадов зданий. Его применяют в качестве керамогранита для украшения интерьеров. Материал может выдержать высокую влажность, а также обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.

    Корректирующие добавки

    Для доведения смесей до требуемых химических и физических показателей, при изготовлении цемента используют различные добавки, чтобы скорректировать его состав. Чаще всего их добавляют для получения оптимальной пропорции диоксида кремния и карбоната кальция в клинкере.

    Недостаток диоксида кремния компенсируют добавлением в смесь песка или глины с высоким содержанием кремнезема. Для повышения количества диоксида железа добавляют колчеданные огарки.

    Известковый компонент обычно не корректируют, так как его содержание в сырье является ключевым фактором использования именно такой извести для производства цемента.

    В готовую смесь также добавляют корректирующие вещества, например, пластификаторы. Они повышают качество смеси, ее морозостойкость, улучшают физические свойства. Для этих целей используют апатиты, глинозем, кремнезем, плавиковый шпат.

    Корректирующие добавки применяют для снижения стоимости готовых смесей. К ним можно отнести отходы других отраслей промышленности – колошниковую пыль (отделяется в доменных печах), газовые отходы ТЭС, шлаковые отходы цветной и черной металлургии.

    Производство цемента, основные этапы изготовления

    Этапы производства цемента

    Процесс изготовления цемента состоит из двух основных этапов: производство клинкера и его перемалывание до вида мелкого порошка. Рассмотрим, как делают непосредственно цемент.

    В первую очередь добывают сырье (глина и известняк), доставляют его до места переработки, измельчают и смесь обжигают под воздействием высоких температур.

    С целью сокращения затрат на транспортировку, заводы по изготовлению цемента чаще строят недалеко от места добычи сырья.

    Существует три способа изготовления цемента:

    1. Сухой.
    2. Мокрый.
    3. Комбинированный.

    Сухой способ используется в основном зарубежными странами, тогда как в России производят цемент в основном по мокрому. Сырьем для мокрого выступает мягкая глина и сухой твердый известняк. В начале производства материалы тщательно измельчают (сначала дроблением, а затем помолом). Известняк дробят до частиц размером 8-10 мм. Глину измельчают до размера кусков не более 10 мм в вальцевых дробилках и вымачивают в болтушках, где она достигает влажности 70%.

    Измельченная глина попадает в мельницу, где к ней добавляют известняк. Компоненты перемешивают и размалывают. В результате получают шлам влажностью 40%, который погружают в вертикальный бассейн. На этом этапе происходит корректировка состава с помощью добавок и оценка качества шлама. Одобренная смесь перекладывается в горизонтальные накопители, где она ожидает обжига.

    В печи для обжига под действием высоких температур шлам расплавляется в клинкер. После охлаждения, его отправляют в дробилки, а затем в мельницы. Туда же досыпают гипс и добавки. Готовый цемент проходит оценку качества, упаковывается и поступает в продажу, или отправляется навалом.

    В сухом методе все исходные компоненты – мергель, мел, известняк, глину, уголь – пропускают сквозь сушильный барабан и загружают в мельницу. Измельченные и перемешанные составляющие проходят оценку, и происходит корректировка состава смеси. Далее она поступает в шнеки с целью увлажнения и образования гранул. После этого смесь поступает в печь для изготовления клинкера. Дальше процесс такой же, как и у мокрого метода.

    В комбинированном способе сырье подготавливается также, как в мокром. Затем шлам в специальном фильтре обезвоживается до влажности 12-15%. После смесь обжигают в печи, и дальше процесс повторяет мокрый способ.

    Теперь известно, как производят этот материал, что входит в его состав. Останется только вычислить, сколько же потребуется цемента по формуле или через специальные онлайн калькуляторы, и можно приступать к необходимым работам.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Чем можно выровнять стены кроме цемента
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector