Цемент - широко поширений матеріал, який застосовують при будь-яких видах робіт, пов'язаних з ремонтом, реставрацією, будівництвом. Цементна основа - в'яжучі компоненти неорганічного походження. З цементу виробляються бетонні, кладочні, штукатурні розчини, залізобетонні вироби, використовувані при будівництві промислових об'єктів і приватних будівель.
Особливістю порошкоподібної цементної маси, змішаної з водою, є здатність поступово твердіти, перетворюючись в кам'яний масив. Процес придбання експлуатаційної міцності відбувається як в повітряному середовищі, так і у воді. Головна умова твердіння - надмірна вологість. Всі стикалися з цементом, проте мало хто знає, з чого роблять цей універсальний будівельний матеріал, як його виробляють. Його основа - клінкер, спеціальні мінеральні добавки і гіпс. Розглянемо докладно, як роблять цемент, яка сировина для цього використовується.
сировинні матеріали Виробництво цементу здійснюється на спеціальних заводах, розташованих близько до місць видобутку вихідної сировини для його виготовлення. Головним вихідним сировиною для цементного виробництва є наступні природні породи:
• копалини карбонатного типу. Це цінне природна сировина, що відрізняється особливостями кристалічної структури, фізичними характеристиками. Матеріал може мати кристалічну або аморфну структуру, визначальну ефективність його взаємодії при випалюванні з іншими компонентами; • глинисті матеріали, гірські породи осадового характеру. Вони мають мінеральну основу, стають пластичними, об'ємно збільшуються при надмірному зволоженні. Сировина характеризується в'язкістю, застосовується при сухому способі виробництва.
карбонатні породи Зупинимося на карбонатних породах, характерними представниками яких є: • Мел, який є гірською породою осадового характеру, яка легко перетирається, відноситься до різновидів мажущейся вапняку. Він популярний при виготовленні цементу. • Мергель або мергелістих вапняк - копалини осадового типу, які видобуваються в пухкому або твердому стані, відрізняються питомою вагою, концентрацією вологи. Містять домішки глини, що дозволяє відносити їх до перехідного сировини, що має багато спільного з вапняковими породами і копалинами на основі глини. • вапнякових сировину, ракушечники, що відрізняються відсутністю включень кремнію. Порода має пористу структуру, легко руйнується під впливом стискають зусиль. • Породи доломітового типу, а також гірські копалини осадового походження, що містять карбонати. Вони характеризуються цінними фізичними властивостями.
глиниста сировина До глинистих порід відносяться: • глина, яка містить мінеральні включення, що розбухають при додаванні води; • суглинки, що є різновидом глини, з підвищеною концентрацією піщаної фракції і пилоподібних частинок; • сланці на глинистому основі, що відносяться до гірських порід з підвищеною міцністю, які при подрібненні розшаровуються на пластинчасті частинки. Сировина характеризується стабільним гранулометричним складом, низькою концентрацією вологи.
• лес, який представляє пухку гірську, непластичними породу, що відрізняється пористістю, дрібнозернистістю. Містить включення силікату, кварцу. Можливе застосування відходів промислового виробництва, інших видів природних матеріалів і шлаків.
коригувальні добавки Цементний склад роблять з мінеральної сировини із застосуванням спеціальних пластифікаторів, що додаються при виробництві. Технологія передбачає використання добавок на базі копалин, що містять: • Глинозем. • Кремнезем. • Глину. • Плавиковий шпат. • Апатити.
Введення коригувальних добавок, за допомогою яких роблять цемент і покращують його характеристики, передбачено технологією. Пластифікатори дозволяють поліпшити такі властивості цементного складу: • стійкість до впливу корозійних процесів; • стійкість до впливу перепадів температури, глибоким циклам заморожування; • характеристики міцності; • тривалість твердіння; • рухливість цементного розчину, його еластичність; • ступінь проникності водою.
склад Чи замислювалися ви, з чого зроблений цемент? Його склад обумовлений особливостями сировини і конкретною маркою продукції. Так, що користується широкою популярністю портландцемент має наступний склад: • Кремнієвий діоксид (кремнієва кислота або кварц) - 25%. • Вапно - 60%. • Алюміній (глинозем) - 5%. • Оксиди заліза і гіпс - 10%.
Процентне співвідношення інгредієнтів може змінюватися, відповідно до особливостей технології та марки цементної продукції. Окремі види цементів, зокрема шлакопортландцемент, включають в свій склад шлак, який представляє вугілля, отриманий в результаті випалу клінкеру. Незалежно від рецептури, основні інгредієнти при виготовленні цементного складу - глина і вапняк. Концентрація вапняку трикратно перевищує вміст глини, що забезпечує необхідну якість клінкеру для виробництва цементної продукції.
Основними компонентами, з яких виробляють цемент, є: • клінкер, що визначає характеристики міцності, одержуваний при випаленні вихідної сировини (вапняку, глини). Клінкер є основою кінцевої продукції, використовується в гранульованому вигляді діаметром 10-60 мм. Клінкер при термообробці при температурі близько півтори тисячі градусів Цельсія. Він плавиться з утворенням маси з високим вмістом кальцієвого діоксиду і кремнезему, які визначають експлуатаційні характеристики цементних складів. Гранули дробляться до пилоподібних стану з подальшим випалюванням; • гіпс, процентний вміст якого визначає період твердіння. Базова рецептура передбачає використання до 6% чистого порошкоподібного гіпсу або гіпсового каменю, що містить домішки; • спеціальні добавки, що вводяться для посилення наявних властивостей або додання складу спеціальних характеристик, які розширюють сферу застосування.
процес виготовлення Виробництво цементу здійснюється поетапно, передбачає наступне технологічні операції: • Попереднє змішування інгредієнтів для виготовлення клінкера, який роблять з вапняку, що вводиться в кількості 75%, і з глини, частка якої становить 25%. • Високотемпературний випал, після якого утворюється клінкер. Він - результат процесу з'єднання глини і вапна під впливом підвищеної до 1450 градусів Цельсія температури. • подрібнення, здійснюване за допомогою кульових млинів. Вони представляють горизонтально розташовані барабани з розташованими всередині сталевими кулями, що забезпечують подрібнення клінкеру до порошкоподібного стану. Зі зменшенням фракції помелу зростають експлуатаційні характеристики і марка цементного складу.
етапи виробництва Особливості виробництва передбачають виготовлення цементу різними методами, що позначається на особливостях застосовуваного сировини. Це обумовлено розташуванням цементного виробництва, специфікою застосовуваного обладнання, попитом на певні марки продукції. Всі варіанти технологій відрізняються тільки особливостями підготовки вихідної сировини, які здійснюються:
• мокрим шляхом. Мокра технологія передбачає використання замість вапна крейди, змішування якого з необхідними інгредієнтами відбувається одночасно з подрібненням в горизонтальному барабані з обов'язковим додаванням води. При цьому утворюється шихта з концентрацією вологи 30-50%. Шихтовий матеріал обпалюється в печі, перетворюючись в кулястий клінкер, який потім подрібнюється; • сухим методом. Суха технологія характеризується зменшеною собівартістю виробництва цементу, скороченням технологічного циклу. Це пов'язано з об'єднанням технологічних операцій, що дозволяють одночасно здійснювати помол і сушку компонентів в кульової млині під впливом надходять гарячих газів. Отримана шихта має порошкоподібну консистенцію;
• комбінованим способом. Комбінований варіант об'єднує особливості мокрого і сухого способу виробництва, але на різних підприємствах має певні відмінності. Один з варіантів забезпечує можливість отримання напівсухого складу з вологістю до 18%, виробленого шляхом висушування шихти, отриманої по мокрій технології. Другий метод передбачає підготовку сухої суміші з подальшим нею зволоженням до 14%, гранулювання, заключним відпалом.
висновок Матеріал статті надає інформацію про те, як роблять цемент, яку сировину застосовують, які технологічні особливості використовують в процесі виробництва. Є безліч технологічних нюансів, якими досконало володіють фахівці, що займаються виготовлення цементу.
