Золотой огород
Назад

Достоинства и недостатки цемента

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 10 мин
0
6

Сухая технология производства

Производство цемента мокрым методом начинается так же, как и в любом другом случае: с добывания твердого известняка из карьеров, который потом дробят на куски разной величины. Потом куски измельчают в специальных дробильных агрегатах до тех пор, пока фракция известняка не будет равна максимум 8-10 миллиметрам.

Потом на завод доставляют глину из карьера, ее обрабатывают в вальцевых дробилках до тех пор, пока размер кусков не будет равен максимум 100 миллиметрам. Измельченную смесь глины отмачивают в болтушках до момента получения глиняного шлама влажностью в пределах 70%. Потом шлам отправляют в мельницу, где его смешивают и размалывают вместе с известняком.

Далее шлам, влажность которого находится уже на уровне 40%, отправляют в вертикальный бассейн, где осуществляется окончательный процесс корректировки. Данная операция чрезвычайно важна, так как именно тут формируется и обеспечивается правильная химическая формула состава шлама.

После проверки качества шлама его транспортируют для реализации последующих этапов: цементную массу из вертикального бассейна транспортируют в горизонтальный, где смесь хранят до того, как отправить в печь для обжига. Сырье в горизонтальном бассейне постоянно перемешивается механически с использованием сжатого воздуха. Это не позволяет шламу выпадать в осадок и дает возможность полностью гомогенизироваться.

В случае, когда производство цемента предполагает использование сырья с неизменным химическим составом, корректирование состава шлама выполняется в горизонтальном бассейне.

Далее шлам отправляют на обжиг в печь, где он превращается в клинкер. Клинкерная основа, полученная в итоге, отправляется в промышленный холодильник и там охлаждается. Потом клинкер дробят, подают в емкости мельниц, повторно измельчают до состояния порошка.

В случае, когда процесс обжига шлама требует применения твердого топлива, необходимо позаботиться о строительстве дополнительного помещения (где будет храниться, готовиться уголь). Если технологическая схема производства цемента требует применения газообразного/жидкого топлива, процесс обжига клинкера упрощается.

Пуццолановый портландцемент: особенности и где применяют

На завершающем этапе производства цемент из бункеров мельниц направляют в специальные помещения, где он хранится. Здесь лаборанты исследуют качество продукции, определяют марку. Только по завершении проверки цемент может отправляться на упаковочные аппараты.

Преимущества

Рассматривая мокрый способ производства цемента, стоит учитывать его плюсы и минусы. Как и любой технологический процесс, данный обладает своими особенностями.

  • Понижение технологических затрат на измельчение сырьевой базы – глина и мел прекрасно намокают в воде в бассейне при первичной обработке, в связи с чем измельчаются легче и проще.
  • Транспортировка, усреднение, корректировка шлама осуществляются проще, безопаснее с точки зрения экологии, особенно в сравнении с аналогичными процессами при производстве цемента сухим способом.
  • Намного меньше образуется пыли.
  • Печи обжига по конструкции простые, надежные, обладают высоким коэффициентом использования пространства (варьируется в пределах 0.89-0.91).
  • Есть возможность использовать в производстве компоненты с достаточно «пестрым» (разным) химическим составом, а также обеспечена хорошая гомогенизация шлама.

Недостатки

Недостатков в мокром методе производства цемента мало, но они есть и не учитывать их нельзя.

  1. Высокий удельный расход тепловой энергии в процессе обжига сырья. Сырье, которое поступает для обжига, обладает в среднем влажностью до 45%. И для испарения влаги, правильного прогрева компонентов необходимо до 6800 кДж/кг тепловой энергии либо 35% тепловой мощности печи. В связи с такими расчетами часть обжиговой печи функционирует в качестве сушильного агрегата с последующими сложностями.
  2. Высокий уровень материалоемкости печей для обжига наряду с не очень большой производительностью.

Указанные недостатки приводят к достаточно низкой производительности труда, существенным эксплуатационным и технологическим расходам, что обуславливает высокую стоимость всего производства.

Сухой способ производства цемента использует другую технологическую схему. Известняк и глина, которые добывают из карьера, дробятся и отправляются в сепараторную мельницу. Тут они смалываются, смешиваются, сушатся. Полученную смесь доставляют в смесительные аппараты, окончательно перемешивают с использованием сжатого воздуха. Сейчас же корректируется и химический состав цемента.

При применении глинистого компонента сырье подают для смешивания в шнеки, где частично увлажняют водой. Создаются прочные гранулы со влажностью максимум 14%, потом они поступают для обжига в печь.

Обжиг сырья при сухом методе может осуществляться в разных печах – в данном случае особое внимание обращают на приготовление сырья. А дальнейшие этапы производства сходны с мокрым методом.

Плюсы технологии

В сравнении с мокрым, сухой метод обладает некоторыми преимуществами, которые обязательно нужно учитывать при расчетах (когда планируется организовать бизнес по производству цемента, к примеру).

  • Сравнительно невысокий удельный расход энергии тепла на обжиг клинкера – в пределах 2900-3700 кДж/кг.
  • Объем печных газов меньше на 30-40%, их можно вторично применять для сушки сырья и значительно снизить энергозатраты на создание клинкера, уменьшить затраты на обеспыливание.
  • Значительно меньшая металлоемкость печей для обжига при повышенной производительности в сравнении с мокрой технологией. Мощность печей при «сухом» методе составляет 3000-5000 тонн в сутки, что больше в 1-2 раза аналогичного оборудования мокрого метода.
  • Нет необходимости в мощных источниках воды.
Предлагаем ознакомиться  Как сделать простой навес из поликарбоната своими руками – фото — Своими руками дом и сад

Минусы технологии

Несмотря на явные преимущества, есть у технологии и свои минусы.

  • Значительно больше выделяется пыли, что усложняет соблюдение санитарных норм, правил охраны окружающего пространства.
  • Сложность конструкции печей для обжига и их требовательность в плане колебаний химического состава сырья, его степени влажности, дисперсности.
  • Сравнительно низкий коэффициент использования печей – где-то 0.7-0.8.

Что такое шлакопортландцемент

Обе технологии производства цемента обладают своими нюансами, плюсами и минусами. Но есть ключевые особенности, которые необходимо учитывать в первую очередь при планировании бизнеса и просчете расходов, прибыли. Главный недостаток мокрого метода производства цемента – существенная энергоемкость всего процесса, которая отражается соответствующим образом на цене конечного продукта в сторону повышения.

Сухая же технология менее экологична и опасна для окружающей среды, в связи с чем требует значительных расходов на устранение этого фактора. При этом, сам процесс производства обходится дешевле по всем пунктам, позволяет понизить цену конечного продукта.

Данный способ базируется на подготовке компонентов сырья по мокрому методу, а вот их обжиг осуществляется по схеме полусухого метода. Шлам, полученный в сырьевой мельнице, обладает влажностью в диапазоне 30-45%, он отправляется в фильтр: тут обезвоживается до уровня влажности в 15-20%, потом сырье смешивают с пылью, влажность доводят до показателя в 12-14%.

На следующем этапе смесь отправляется на обжиг, который осуществляется в печах полусухого способа изготовления цемента. Все остальные операции ничем не отличаются от аналогичных этапов мокрого метода производства.

Подходящий метод производства цемента выбирают в соответствии с технологическими и технико-экономическими факторами – качеством и типом сырья, влажностью и однородностью смеси, наличием соответствующего оборудования, возможностей и т.д. В Москве заводы работают по всем трем схемам и поставляют на рынок цемент высокого качества.

При промышленном производстве применяются два способа: сухой и мокрый. Методы определяются технологией получения портландцементного клинкера. Сырьем для его изготовления служат глина и известь в соотношении 1:3.

При мокром способе производства измельченную смесь извести с глиной заливают водой и отстаивают. Получившийся состав перемешивают до достижения наибольшей возможной однородности. Следующая стадия — определение и корректировка содержания компонентов. Затем состав поступает в печь. После обжига портландцементный клинкер получают в виде крупных гранул от 5 до 20 мм в диаметре. На следующем этапе гранулы измельчают и перемешивают с другими составляющими.

Достоинства и недостатки цемента

При сухом способе изготовления все компоненты в первую очередь направляют в сушильный барабан. Далее следует технологическая операция — дробление в мельнице. Здесь помол можно производить как до смешения — каждый компонент отдельно; так и после — вместе.

Допустимо применять сушильно-помольные агрегаты. В них процессы сушки и измельчения происходят одновременно. Подобное оборудование часто используют на крупных стройках для совместного измельчения клинкера и добавок. Это позволяет менять характеристики цемента непосредственно рядом с местом использования, а значит создавать материалы со свойствами подобранными под конкретные строительные задачи.

В настоящее время повсеместно используется портландцемент, на основе которого составляются другие цементные смеси. Упрощенно производство цемента выглядит следующим образом:

  1. Получение первичного сырья: из глины и перемолотого известняка смешивается шлам, в котором 1/4 глины и 3/4 известняка.
  2. Получение клинкера: обжиг шламовой смеси при t 1500 градусов. В процессе обжига смесь спекается в твердую массу – клинкер, которая затем измельчается.
  3. Получение цемента: в готовый клинкер добавляется гипс и минеральные присадки, придающие цементу необходимые свойства. Мы также для наглядности разместили фото цемента в статье.

Достоинства и недостатки

Главным преимуществом шлакопортландцемента признается пониженная стоимость. При равных прочностных характеристиках он дешевле обычного цемента. Важное положительное качество — повышенная влагостойкость, а также стойкость к атмосферным условиям и агрессивным средам. Имеет высокую работоспособность в сульфатной воде. В железобетонных конструкциях отмечается пониженный удельный вес, что уменьшает массу изделий.

Недостатки:

  1. Пониженная морозостойкость.
  2. Малое выделение тепла при затвердении не дает возможность проведения заливки бетона при низкой температуре воздуха. Она ограничивается в пределах 4-5 градусов и требует принятия дополнительных мер по тепловому воздействию.
  3. Повышенные требования к условиям хранения. Если отсутствует герметичная упаковка, то материал уже через 40-45 суток теряет положительные свойства.
Предлагаем ознакомиться  Салат из баклажанов Тёщин язык — простые рецепты острой закуски на зиму

Шлакопортландцемент составляет достойную конкуренцию другим типам цемента. Именно этим объясняется то, что за рубежом половина бетона готовится с использованием шлака. В РФ его использование пока не превышает 22%, но отмечается постепенное повышение популярности.

быстротвердеющий цемент
Рисунок 1. Быстротвердеющий цемент

Для этого вида цемента подбирают качественные сырьевые материалы с максимально однородным химическим составом при минимуме нежелательных примесей. Аморфная их структура помогает легче взаимодействовать, нежели в ситуации с кристаллами.

Помол сырья выполняют очень скрупулезно, получая однородную смесь. Обжиг проводят при повышенной температуре. В состав вводят ускорители (плавиковый шпат), после чего клинкер быстро охлаждают. Быстротвердеющий портландцемент содержит максимум 10% активных добавок, а также 15% гранулированных шлаков.

Материал активно применяют при возведении высотных сооружений. Использование продукта в изготовлении железобетонных изделий позволяет производителям пропускать этап пропаривания конструкций, что существенно ускоряет время технологического процесса.

Преимущества цемента очевидны при выполнении монолитного  строительства. Его использование нивелирует ограничения, вызывающие простои в работе. Не делая значительных перерывов, мастера приступают к выполнению очередных этапов работы.

Но быстротвердеющий цемент не способен вытеснить традиционные марки, поскольку не лишен определенных недостатков:

  • его производство требует наличия современного оборудования;
  • для производства необходимо высококачественное сырье;
  • получаемый бетон требователен к соблюдению правил заливки.
изготовление быстротвердеющего цемента
Рисунок 2. Изготовление быстротвердеющего цемента

При выпуске материала, обладающего свойством ускоренного твердения, необходим тончайший помол компонентов. Мелкие гранулы увеличивают площадь взаимодействия с влагой, ускоряя гидратацию. Быстросхватывающийся цемент имеет удельную поверхность 3500 кв. см/г, а  обычный продукт — 2800. Особо быстротвердеющий состав вообще обладает активной площадью до 9000 кв. см/г.

Использовать быстросохнущие растворы невероятно просто. Нужно только замешать из них раствор, добавив гранулированный песок с водой. Состав требуется израсходовать за час, поэтому его необходимо замешивать небольшими порциями.

Смесь наносят на предварительно подготовленную поверхность без пыли, жирных пятен, каждый слой необходимо выравнивать. Мероприятие рекомендуют выполнять при температурном диапазоне 10–25° тепла. Нельзя допускать воздействие на стяжку солнца и сквозняков минимум 3 суток.

Твердение бетона наступает сразу после схватывания смеси. Чтобы гарантировать требуемую марку материала, необходимо выждать четыре недели. Сохнет цемент по-разному — все зависит от компонентов. Если присутствуют активные добавки, они при контакте с водой ускоряют химическую реакцию, благодаря чему бетон твердеет гораздо быстрее.

Бетоны на основе пуццоланового портландцемента обладают увеличенной водонепроницаемостью. Это обусловлено особенностями структуры и состава материала: набуханием гелеобразных компонентов, гидратацией минералов, связыванием гидравлической составляющей в водном растворе Ca(OH)2.

Портландцемент

Готовые конструкции из данного вида цемента отличаются высокой пластичностью. В результате повышается устойчивость к образованию трещин и проявляется высокая степень обрабатываемости.

За счет пуццолановых добавок материал обладает большей рыхлостью, по сравнению с другими видами цемента. Его плотность составляет около 2,8 г/см3, поэтому при одинаковой массе в сухом состоянии, пуццолановый портландцемент отличается повышенным выходом готового бетона или раствора.

Недостатки пуццоланового портландцемента:

  • пониженная морозостойкость;
  • невысокая воздухостойкость;
  • большая усадка;
  • замедленное отвердевание и упрочнение;
  • увеличенная потребность в воде.

Многочисленные плюсы материала компенсируют его негативные качества. Он незаменим при высоких требованиях к прочности строительных сооружений.

Пожалуй, самой важной характеристикой этого материала можно выделить его универсальность. Также он немало славится за счет своей прочности, что позволяет использовать его для строительства зданий, мостов, плотин, стоек и других сооружений. К тому же выделяют его стойкие характеристики к высоким температурам, влаге, коррозии, плесени и других атмосферным воздействиям. Наряду с этим, стоит заметить, что бетон экономически выгодный материал, так как по своей стоимости намного доступней других.

Если рассматривать вид напряжения на сдавливание, то этот материал довольно прочен, однако, что касается разрыва – он хрупок. При воздействии некоторых сил на бетон, он попросту может дать трещину. В целом, они для самой конструкции не критичны, но не во всех ситуациях. Однако, на данный момент этот недостаток легко аннулируется благодаря современным идеям, предполагающим использование арматуры из прутьев стали.

Если можно так выразиться, то еще одним недостатком материала является его серый внешний вид. Таким образом, если его не обрабатывать правильным образом, использование его в городских условиях придаст городу мрачный и неприветливый вид. Однако, по сути, недостатком это сложно назвать, так как все зависит от застройщика, который использует тот или иной материал.

Отдельно стоит сказать, что изготовление бетона и цемента негативно сказывается на природных ресурсах, качестве воздуха и воды. Стоит только упомянуть портландцементное производство (данный материал является основным компонентом бетона), которое на 7% увеличивает содержание углекислого газа в атмосфере.

Состав цемента

Отменные эксплуатационные свойства смеси достигаются благодаря присутствию в продукте следующих ингредиентов:

  • порообразователей;
  • ускорителей;
  • разжижителей.
Предлагаем ознакомиться  Гостиная на втором этаже деревянного дома

Последние компоненты увеличивают пластичность раствора, позволяют воде в нем равномерно распределяться. Первые добавки и ускорители уменьшают срок выведения из раствора влаги. Их использование снижает механические характеристики (предельную прочность и пластичность) у будущей поверхности.

Спрос на цемент огромен и добываемое сырье может варьироваться в зависимости от места разработки. Представляем вам несколько вариантов состава материала:

  • известняк, мергель, мел и другие карбонатные породы;
  • различные глины, включая лесс и глинистый сланец;
  • минеральные присадки: глиноземы, кремнеземы, фосфогипс, гипс, апатит, плавиковый шпат, флюорит.

Что собой представляет быстротвердеющий цемент

Теперь узнаем, в каких областях применяется цемент:

  • Общестроительные работы: от использования в малоэтажном строительстве для внутренних работ или возведения различных типов фундамента – до сборных и монолитных железобетонных конструкций крупных сооружений.
  • Дорожно-промышленное строительство: возведение мостов, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений (причалов, дамб), несущих элементов крупных многоэтажных зданий.
  • Сооружения в агрессивных и сложных средах: сваи и опоры мостов, повышенный уровень сульфатов в грунтовых водах, повышенный уровень кислот, многократное замораживание и оттаивание.
  • Добывающая промышленность: тампонирование нефтяных и газовых скважин, укрепление технических сооружений.

Прочность цемента

Прочность цемента

Прежде чем начнется работа с цементом, необходимо определить, какие параметры будут ключевыми в данном строительстве. Прочность цемента определяется сопротивляемостью на сжатие (изгиб) и удар.

Совет!Обратите также внимание на морозостойкость, атомсферостойкость, сульфатостойкость, степень усадки, скорость схватывания. В зависимости от комбинации этих свойств определяется и сфера применения. К примеру, сульфатостойкий портландцемент используется в условиях агрессивных сред и периодических сильных морозов, а глиноземистый цемент – для производства жаростойких конструкций.

Марки цемента

Также полезно будет знать, на какие марки подразделяется цемент.

    1. ГОСТ 2003 г. Маркировка цемента включает:
      • обозначение состава: ЦЕМІ – цемент без добавок (чистый), ЦЕМІІ – с различными добавками;
      • процентное содержание добавок для ЦЕМІІ: А – от 6 до 20% примесей, Б – от 21 до 35% примесей;
      • буквенное обозначение типа добавки для ЦЕМІІ: П – пуццолан, Ш – шлак;
      • показатель прочности через 28 суток после заливки, от 22,5 до 52,5;
      • буквенный показатель прочности через 2-7 суток после заливки, Н – нормальноотвердевающий, Б – быстроотвердевающий.

Пример маркировки: ЦЕМІІ/Б-П 42,5Н – нормальноотвердевающий портландцемент, с пуццолановой добавкой от 21 до 35%.

  1. ГОСТ 1985 г. Маркировка:
    • буквенное обозначение состава: ПЦ (портландцемент) или ШПЦ (шлакопортландцемент);
    • показатель прочности кг/см^2, от 300 до 600;
    • наличие (Д) и процентное содержание (число от 10 до 20) добавок в смеси;
    • маркировка типа цемента: Б – быстроотвердевающий, Н – нормированный, БЦ – белый цемент, СС – сульфатостойкий, ВРЦ – водонепроницаемый, ПЛ – с добавлением пластификаторов (гидрофобный).

Пример маркировки: ПЦ 500 Д10 ПЛ – гидрофобный портландцемент с прочностью до 500 кг на квадратный сантиметр, с содержанием пластификаторов 10%.

Совет!После маркировки цемента всегда указывается номер ГОСТа, по которому он сертифицирован.

Приготовление цемента

Приготовить цементный раствор для строительства или ремонта не сложно. Делается он либо в бетономешалке, либо в обычном ведре с помощью строительного миксера. Рассмотрим состав раствора цемента и последовательность его приготовления:

  1. Вода. При определении количества воды необходимо исходить из нужного количества раствора: воды пойдет немного меньше, чем планируемый конечный объем.
  2. Песок. Сначала закладывается половина нужного объема песка и тщательно перемешивается. Для качественной кладки песок должен быть чистым, без примесей глины. Визуально песок должен быть очень светлым, почти белым.
  3. Цемент. В емкость засыпается необходимое количество цемента и делается это не частями, а в один прием.
  4. Песок. После полного перемешивания цемента необходимо добавить оставшуюся половину песка и снова перемешать.

Совет!Консистенция раствора должна быть средней густоты – такая, чтобы не расплывалась, но и не ложилась комками.

Напоследок нужно отметить, что для хорошего ремонта или строительства нужен качественный цемент. Определить визуально, насколько он хорош, не получится. Лучше полагаться на добросовестных производителей и рекомендации знакомых, отбросив в сторону подозрительно дешевые варианты.

Цемент – видео про работу с данным материалом

Современные бетонные конструкции в сыром виде представляют собой серую невзрачную массу, однако, современные технологии позволяют придать им совершенно иной вид. На данный момент — это окраска в массе, придание материалу различной фактуры и текстуры, а также обработка при помощи пескоструйной технологии.

Добиться праздничного и «нарядного» внешнего вида бетона можно за счет того, если добавить в массу различные дополнительные материалы, такие как битое стекло разных цветов или другие элементы, обладающие эффектом гало. В последнее время бетон и вовсе используется в качестве архитектурного материала.

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector