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
- Состав цемента
- Производство цемента на заводах
- Сухой способ
- Мокрый способ
- Комбинированные способы
- Как делают белый цемент
- Заключение
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 цементаСухой 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.
Как и из чего делают цемент? Описание, фото и видео
Содержание:
Строительные материалы появились в тот момент, когда на заре нашей цивилизации первые люди начали строительство домов и укреплений. С течением времени человечество искало материалы, обладающие большой прочностью и доступностью в любом месте проживания. После длительных поисков и экспериментов было выявлено, что мелкодробленый известняк и гипс, при смешивании с водой и минералами, приобретает особые вяжущие свойства.
После затвердевания образует монолитное соединение имеющие характеристики твердого камня. С того момента цемент начали производить в больших количествах и использовать в строительстве больших и маленьких сооружений. Проходя очередной раз мимо постройки из камня и металла, мы часто задаёмся вопросом: «Так как же делают цемент?»
Интересный факт: в период постройки Египетских пирамид, фараоны использовали технологию похожую на производство бетона.
Смесь измельчённого известняка и каменной крошки заливали водой и превращали в монолитные каменные блоки.
Из чего делают цемент?
Карьер известняка и глиныПервый этап производства начинается в известняковом карьере, когда с помощью горнодобывающих машин из почвы изымают компоненты будущего цемента. Чтобы строительный материал имел требуемую прочность, для производства выбирают известняк, который лежит близко к поверхности. В его составе, в большом количестве, присутствует кремний, железо и окись алюминия. Если копать глубже, то порода будет чище, но с большим содержанием углекислого кальция. Добытый камень, по необходимости, сортируют и отправляют на производство, где меняют пропорции, чтобы получить цемент разных марок.
Обработка известняка
Схема завода по производству цементаНа заводе по производству цемента, породу выгружают в аппарат для первичного дробления камней. Большие валуны под воздействием давящей силы в несколько тонн, постепенно измельчаются до размеров теннисного мяча и поступают на конвейер.
Мелкие и крупные камни направляются на вторичное дробление, где они уменьшаются до размеров мячика для гольфа и в мелкий порошок. Известняк, с разным процентом содержания углекислого кальция, обрабатывается отдельно.
Это необходимо для дальнейшего их смешивания в разных пропорциях и по определенной технологии, чтобы производить цемент разных марок.
Сортировка и шлифование
Мелкий известняк, с помощью сортировочного погрузчика, размещают в сухие склады, защищенные от влаги и перепадов температуры.
Формируются кучи из сырьевой смеси, разного состава, готовые к этапу шлифования. По конвейеру дробленый камень поступает в шлифовальную машину – вальцовую мельницу, в которой образуется известняковая пыль.
Смешивание
Мокрый способ производства цементаЧтобы создать цемент разных марок, к подготовленной породе добавляют железо, двуокись алюминия и кремний. Состав и количество добавок определяется после химического исследования известняка. Роллер равномерно перемешивает составляющие цемента, до получения однородного порошка без камней. По завершению процесса готовую смесь направляют на термическую обработку.
Термическая обработка
Печь для обжигаПорошок отправляют в печь, в которой под воздействием температуры 800°С, в каменной муке начинается процесс химического соединения минеральных компонентов. После проведения первой термической обработки, его отправляют в кальцинатор, где с помощью химической реакции, за несколько секунд убирают 95 – 97% двуокиси углерода и отделяют известь.
Далее смесь отправляют в вращающуюся цилиндрическую печь, в которой ее медленно перемешивают под воздействием температуры в 1500 – 1800°С.
При длительном воздействии высокой температуры, порошок превращается в стекловидные образования под названием «клинкеры». По выходу из печи клинкеры охлаждают до 60 – 80°С, отправляют в накопитель и далее на дробление.
Окончательное дробление
Мельница для клинкераКлинкер помещается в вращающийся барабан, с металлическими шариками внутри. К содержимому добавляют гипс, количество которого зависит от марки цемента. Под воздействием вращательных движений и перемещения шариков, смесь измельчается до порошкообразной формы – это и есть готовый цемент.
Интересный факт: всплеск производства бетона начался в 19 веке после того, как в 1824 Джозеф Эспдин запатентовал цемент под названием «Портландцемент» имеющий прочность природного камня.
Производство цемента проходит на специализированных заводах с использованием силы трения и термической энергии.
При этом, известняковые породы медленно превращаются в цемент. По завершению технологического процесса, готовый продукт можно использовать для строительства любых конструкций, больших и маленьких размеров.
Как и из чего делают цемент – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как производят цемент
Посетите сайт ShapedbyConcrete.com, чтобы узнать больше о том, как цемент и бетон формируют мир вокруг нас.
Портландцемент является основным компонентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем для затвердевания.
Цемент производится с помощью тщательно контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.
Обычные материалы, используемые для производства цемента, включают известняк, ракушки и мел или мергель в сочетании со сланцами, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком и железной рудой.
Эти ингредиенты при нагревании при высоких температурах образуют похожее на камень вещество, которое растирается в мелкий порошок, который мы обычно называем цементом.
Каменщик Джозеф Аспдин из Лидса, Англия, впервые изготовил портландцемент в начале 19 века, сжигая порошкообразный известняк и глину в своей кухонной плите. С помощью этого грубого метода он заложил основу для промышленности, которая ежегодно перерабатывает буквально горы известняка, глины, цементной породы и других материалов в порошок настолько мелкий, что он проходит через сито, способное удерживать воду.
Лаборатории цементных заводов проверяют каждый этап производства портландцемента с помощью частых химических и физических испытаний. Лаборатории также анализируют и тестируют готовый продукт, чтобы убедиться, что он соответствует всем отраслевым спецификациям.
Наиболее распространенным способом производства портландцемента является сухой способ. Первым шагом является добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов.
Щебень смешивают с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчают, смешивают и подают в цементную печь.
Цементная печь нагревает все ингредиенты примерно до 2700 градусов по Фаренгейту в огромных цилиндрических стальных вращающихся печах, облицованных специальным огнеупорным кирпичом. Печи часто достигают 12 футов в диаметре — достаточно больших, чтобы вместить автомобиль, и во многих случаях длиннее, чем высота 40-этажного здания. Большие печи установлены с небольшим наклоном оси от горизонтали.
Мелкоизмельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. В нижней части находится ревущий взрыв пламени, создаваемый точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативных видов топлива или газа при принудительной тяге.
Когда материал проходит через печь, некоторые элементы удаляются в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером. Клинкер выходит из печи в виде серых шариков размером с мрамор.
Клинкер выгружается раскаленным из нижнего конца печи и обычно доводится до рабочей температуры в различных типах охладителей. Нагретый воздух из охладителей возвращается в печи, что позволяет экономить топливо и повышает эффективность горения.
После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка. Цемент настолько мелкий, что 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен. Цемент теперь готов к транспортировке на заводы по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.
Хотя сухой процесс является наиболее современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в Соединенных Штатах используется мокрый процесс. Эти два процесса по существу похожи, за исключением того, что в мокром процессе сырье измельчается с водой перед подачей в печь.
Узнайте, как производят бетон >
Узнайте больше о преимуществах устойчивого развития цемента и бетона >
Что такое цемент, из чего он сделан и как его сделать?
Содержание
Являетесь ли вы строителем или нет, вы, вероятно, понимаете, что цемент есть почти везде, куда бы мы ни пошли, особенно если вы живете в городе с высокими небоскребами и прочными тротуарами.
Но что такое цемент? Из чего это сделано? Как это делается?
В этой статье мы расскажем все, что вам нужно знать о цементе, от его химического состава до процесса производства, включая различные типы цемента и разницу между цементом и бетоном.
Что такое цемент? Цемент — это вещество, которое в основном используется в строительстве, которое восходит к Римской империи и сегодня все еще используется в качестве одного из наиболее распространенных строительных материалов. Это связано с тем, что цемент очень хорошо связывает другие материалы, потому что он схватывается и затвердевает, что обеспечивает очень прочную связь.
Цемент обладает так называемой высокой прочностью на сжатие, что означает, что он может выдерживать большой вес, не изменяя своей формы и не двигаясь каким-либо образом. Однако цемент имеет низкую прочность на растяжение, что означает, что он не может выдерживать сильное растяжение или растяжение без разрушения, а это означает, что для его усиления необходимо добавлять волокнистые материалы.
Это дает цементу ярлык «связующее», который является термином, используемым для материала или вещества, такого как цемент, который скрепляет материалы вместе, образуя единое целое. Все вяжущие, как правило, работают одинаково: сначала они представляют собой жидкий тестообразный материал, а затем затвердевают. Существует две категории вяжущих, органические и неорганические, которые включают цемент.
Как производится цемент? Цемент гораздо более химичен, чем многие думают, а прочность, время отверждения, теплота гидратации и устойчивость к сере во многом зависят от того, какие химические вещества использовались и в каком количестве.
Таким образом, производственный процесс строго контролируется, и общие ингредиенты включают ракушки, известняк, мел, глину, сланец, железо, руду, кварцевый песок и доменный шлак, который является побочным продуктом производства железа в доменной печи. печи.
Затем эти ингредиенты смешивают и нагревают до высокой температуры, в результате чего цемент превращается в вещество, похожее на камень, который затем измельчается в мелкий порошок, известный нам как цемент. Для измельчения этих материалов используются вертикальные стальные мельницы с тремя коническими валками, оказывающими большое давление.
После этого в больших вращающихся печах смесь превращается в вещество, называемое клинкером, которое представляет собой небольшие серые конкреции диаметром около четырех сантиметров. Стальные шарики разного размера используются для измельчения клинкера, когда он проходит через две камеры.
Цемент настолько мелкий, что содержит 150 миллиардов зерен всего в одном фунте цемента.
На данном этапе он готов к транспортировке компаниям для использования в самых разных строительных проектах.
Этот способ производства цемента известен как сухой процесс и является наиболее популярным способом производства цемента. Тем не менее, есть некоторые печи, в которых используется мокрый процесс, что означает, что вода используется для измельчения сырья перед его помещением в печь.
Типы цемента и для чего они используютсяЦемент в основном используется в строительстве, и существует множество различных типов цемента, которые можно использовать в зависимости от типа выполняемых работ.
Тип цемента, который используется в строительстве, обычно неорганический и может быть отнесен либо к негидравлическому цементу, либо к гидравлическому цементу.
Негидравлический цемент Из-за использования извести, оксихлорида и гипса, используемых в этом типе цемента, во влажных условиях или под водой он не может схватываться, а вместо этого схватывается при контакте с двуокисью углерода в воздухе.
Однако, как только он был установлен и укреплен в сухих условиях, он не вступает в реакцию с любыми химическими веществами.
Негидравлический цемент был первым изобретенным типом цемента и не так широко используется, поскольку он менее практичен и удобен в большинстве применений. Например, много строительных работ выполняется снаружи, поэтому, если вы используете негидравлический цемент и начинается дождь, вы не сможете продолжать, пока дождь не прекратится и цемент снова не высохнет.
Недостаток универсальности и практичности является одной из главных причин того, почему он становится менее распространенным, но при некоторых работах с камнем и раствором он по-прежнему часто используется, потому что это обычно происходит внутри помещений.
Гидравлический цемент Поскольку негидравлический цемент с годами становится все более устаревшим, на передний план вышел новый тип цемента, называемый гидравлическим цементом. На сегодняшний день это наиболее часто используемый вариант, изготавливаемый из известняка, гипса и глины, которые смешиваются при очень высокой температуре.
При создании этого типа цемента учитывались удобство и практичность, поэтому он легко наносится и имеет очень быстрое время высыхания. Это связано с тем, что его ингредиенты образуют устойчивые гидраты силиката кальция при взаимодействии с водой, в результате чего он почти мгновенно затвердевает при заливке — даже во влажных условиях.
ПортландцементПоскольку портландцемент является одним из наиболее часто используемых цементов, мы сосредоточимся на нем немного больше и поговорим о различных типах портландцемента, которые были классифицированы ASTM, и поговорим о том, как они изготавливаются и для чего используются.
Портландцемент является одним из самых популярных типов гидравлического цемента, используемого в строительстве, он восходит к 19 веку, и его ингредиенты состоят из глины и известняка, которые смешиваются при очень высокой температуре перед добавлением в вода. Портландцемент является едким материалом, а это означает, что он может химически обжечь вашу кожу, если вы не будете обращаться с ним с достаточной осторожностью.
9№ 0005
Портландцемент можно использовать отдельно или в смеси с другими компонентами, что позволяет получить плотные и гладкие поверхности для таких вещей, как тротуары или крытые склады. Его также можно использовать в кирпичной кладке, если он сочетается с другими составами, так как он образует сильное связующее вещество.
Американское общество по испытаниям и материалам или ASTM разработало различные способы классификации портландцемента в зависимости от типа их использования. Эти типы варьируются от типа I до типа V, и в зависимости от требований работы вы можете сделать выбор между тем, какой тип использовать.
- Тип I является лучшим выбором для общего строительства и имеет приемлемую прочность и низкую теплоту гидратации, когда цемент смешивается с водой и выделяется тепло. Обычно он используется для полов, мостов, канализации, труб и армированных зданий, и это лишь некоторые из них.
- Тип II имеет те же области применения, что и тип I, но создает немного больше гидратации, но с меньшей скоростью и устойчив к воздействию серы, что делает его популярным выбором как в Канаде, так и на западе США, поскольку он имеют условия, богатые серой.
- Тип III химически почти такой же, как и тип I, но имеет более короткое время отверждения, что означает, что требуется меньше времени для затвердевания. Отчасти это связано с тем, что он имеет более тонкий помол и содержит большее количество силиката трикальция. Кроме того, он становится прочнее, чем тип I, и хорошо подходит для строительства, требующего быстрого схватывания цемента, чтобы проект можно было быстро завершить и ввести в эксплуатацию.
- Тип IV был сделан таким образом, чтобы он не выделял столько тепла во время гидратации, которая достигается за счет небольшого изменения ингредиентов.
Однако за это приходится платить, потому что цемент не обладает такой прочностью, как другие типы портландцемента, но все же может использоваться для строительных конструкций с низким отношением площади поверхности к объему, таких как гравитационные плотины.
Это связано с тем, что если бы цемент имел более высокое количество тепла во время гидратации, это могло бы привести к трещинам в плотине, которые могут иметь разрушительные последствия.
Наконец, тип V во многом похож на тип II, но гораздо более устойчив к серным атакам. Это достигается за счет снижения содержания определенного химического вещества, называемого C 3 А менее 5%. Это делает его подходящим для структур, которые находятся под землей, где они могут контактировать с ионами, богатыми серой.
В бетонном строительстве используется до 13 различных видов цемента, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Цемент — это то же самое, что и бетон?Термины «цемент» и «бетон», кажется, используются для обозначения друг друга в повседневном разговоре, но обычный человек может не знать, что цемент является составной частью бетона и это не одно и то же.
Бетон изготовлен из смеси пасты и заполнителей, где паста представляет собой воду и портландцемент, а заполнители — гравий, песок и щебень. Если вы один из тех, кто использует цемент и бетон взаимозаменяемо, не расстраивайтесь, потому что это было обычным явлением в течение 600 лет!
Производство цемента иллюстрировано
1.
) Известняк добывается в карьере. Это основной ингредиент, необходимый для производства цемента. Также необходимы меньшие количества песка и глины. Известняк, песок и глина содержат четыре основных элемента, необходимых для производства цемента. Четыре основных элемента — это кальций, кремний, алюминий и железо.
2.) Известняковые породы размером с валун транспортируются из карьера на цементный завод и подаются в дробилку, которая дробит валуны на куски размером с мрамор.
3.) Кусочки известняка затем проходят через блендер, где они добавляются к другому сырью в правильной пропорции.
4.) Сырье перемалывается в порошок. Иногда это делается с помощью роликов, которые придавливают материалы к вращающейся платформе.
5.) Затем все отправляется в огромную, очень горячую, вращающуюся печь для прохождения процесса, называемого «агломерация». Спекание означает: превращение в связную массу путем нагревания без плавления.
