технологические отличия и показатели. Какой метод получения цемента выбрать?
Существует несколько методов изготовления цемента: мокрый, полусухой, комбинированный и сухой. Основными способами, которые применяются на ведущих заводах, являются сухой и мокрый.
Мокрый способ производства цемента
Схема изготовления цемента мокрым методом представлена на рисунке ниже.
Производство начинается с извлечения из карьеров твердого известняка, который впоследствии дробится на куски различного размера. Затем куски измельчаются в дробильных агрегатах, пока размеры частей известняка не будут превышать 8-10 мм.
Затем на мини-завод транспортируют глину из карьера и обрабатывают ее в вальцевых дробилках до той степени, пока размер кусочков будет достигать от 0 до 100 мм.
Далее измельченную смесь отмачивают в болтушках. В результате получается шлам из глины, влажность которого составляет до 70 %.
Затем он поступает в мельницу, где происходит процесс смешивания и размалывания с известняковой массой.
После этого шлам влажностью около 40 % направляется в вертикальный бассейн, в котором выполняется окончательный процесс корректировки. Эта операция имеет исключительное значение, так как на этом этапе обеспечивается химическая формула состава произведенного шлама.
Только после того как шлам пройдет контроль качества, он допускается к последующим этапам. Далее цементная масса транспортируется из вертикального оборудования (бассейна) в горизонтальный, в котором происходит хранение смеси перед поступлением в печь обжига. В горизонтальном бассейне сырьевая масса постоянно помешивается механическим путем с применением сжатого воздуха. Благодаря этому шлам не выпадает в осадок и полностью гомогенизируется. Если в процессе изготовления цемента применяются сырьевые компоненты, что имеют неизменный химический состав, то корректировка химического состава шлама осуществляется в горизонтальном бассейне.
Затем шлам направляется в печь для обжига, в которой он превращается в клинкер. Полученная клинкерная основа цемента поступает в промышленный холодильник для охлаждения. После этого клинкер подвергается дроблению и подается в бункеры мельниц. Там клинкерная масса повторно измельчается.
Если для процесса обжига шлама используется твердое топливо, то возникает необходимость в строительстве дополнительного помещения для хранения и подготовки угля. Когда в производственном процессе применяется жидкое или газообразное топливо, то схема обжига клинкерной смеси имеет упрощенный вид.
В завершение цемент перенаправляется из бункеров мельниц в специальные помещения для хранения. На этом производственном этапе лаборанты осуществляют контроль качества продукции и определяют марку цемента. Только после этого продукция направляется в упаковочные аппараты.
Сухой способ производства цемента
Схема изготовления цемента сухим методом представлена на рисунке ниже.
Во время производства цемента сухим методом используется другая технологическая схема. Глина и известняк, добытые из карьера, после дробления направляются в сепараторную мельницу, где осуществляется помол, смешивание и сушка сырьевых компонентов. Полученная смесь направляется к смесительным аппаратам, где выполняется окончательное смешивание с применением сжатого воздуха. На данном этапе осуществляется корректировка химического состава цементной смеси.
Если применяется глинистый компонент, то сырьевая смесь подается для смешивания в шнеки, в которых происходит частичное увлажнение водой. На этом этапе образуются прочные гранулы, что имеют влажность не более 14 % — далее они поступают в печь для обжига.
При сухом методе производства процесс обжига сырья может выполняться в различных печах, здесь особое внимание уделяется приготовлению сырьевой массы. Дальнейшие этапы технологического процесса осуществляются так же, как и при мокром методе производства.
Особенности полусухого способа производства
Схема изготовления цемента полусухим методом представлена на следующем рисунке.
Полусухой метод производства цемента очень похож на сухой, но отличия все же есть.
Размер муки, что проходит стадию гранулирования, составляет 10-20 мм, а влажность 11-16 %. Сырье обжигается в печах Леполь и после этого образовавшиеся гранулы направляются на конвейерный кальцинатор.
Из печки выделяются газы, что проходят сквозь гранулы на решетке. В результате этого происходит их нагрев до 900 ºС и они полностью высушиваются. Во время такой термообработки выполняется декарбонизация смеси на 22-30 %, что важно для производства. По завершению этих процессов сырье направляется в печь, где и завершается процесс изготовления цемента. Обжиг гранулированного цемента может происходить в шахтных печах. При этом гранулирование выполняется с частицами угля, после этого цемент направляется на хранение.
Комбинированный метод производства цемента
Схема изготовления цемента комбинированным методом отображена на рисунке ниже.
Этот метод основывается на подготовке сырьевых компонентов по мокрому способу, а их обжиге – по схеме полусухого способа. Полученный в сырьевой мельнице шлам влажностью 30-45 % поступает в специальный фильтр, в котором он обезвоживается до влажности 15-20 %. Далее сырьевая смесь смешивается с пылью, что снижает влажность до 12-14 %.
Затем смесь поступает на обжиг, который выполняется в печах полусухого метода изготовления цемента. Остальные операции комбинированного метода не отличаются от этапов мокрого способа производства.
Методы производства выбирают исходя из технико-экономических и технологических факторов: свойств сырьевых компонентов, однородности и влажности смеси, наличия мощной топливной базы и других.
Полезное и важное по теме:
Поделитесь статьей с друзьями:
vproizvodstvo.ru
Оборудование + Технология изготовления 2019
Цемент представляет собой искусственный строительный материал. Основными его составляющими компонентами являются клинкер и гипс. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями он образует пластичную массу, через некоторое время завертывающуюся и превращающуюся в камневидное тело. В основном цемент используется для изготовления бетона и различных растворов, используемых в строительстве.
Является гидравлическим вяжущим, обладающим способностью набирать свою прочность во влажных условиях, что принципиально его отличает от некоторых других минеральных вяжущих.
Оборудование для производства цемента
Производственная линия состоит из следующих установок: барабанная печь, прибор для предварительного нагрева сырья, мельница, охладитель, вальцы, сушилка, пылеуловитель, сепаратор, оборудование для проведения предварительной гомогенизации, дробилка и транспортер с машиной для упаковки. Перечисленные аппараты представляют собой обязательные элементы линии производства. Производители также предлагают разнообразные модификации данного оборудования, и дополнительное оснащение, позволяющее повысить производительность и безопасность, снизить затраты и себестоимость получаемой продукции.
Технология производства цемента + видео как делают
Современные технологии и материалы позволяют производить различные типы цемента. Некоторые уже практически перестали производиться, другие только приобретают известность. Также существуют смеси, предназначенные для выполнения узкоспециализированных задач.
Виды
- Портландцемент. Представляет собой один из самых известных марок. В его состав входит клинкер с гипсом, различные добавки, смесь идет мелкого помола. Активно проявляет свои свойства при контакте с водой. Название было дано в честь горной породы на территории Англии Portland, по причине аналогичного цвета после застывания.
- Белый цемент – смесь из мелкомолотого клинкера, максимально очищенного от окислов железа, что повышает скорость реакции. Используется в основном в декоративных целях.
- Шлаковый. Состоит из измельченного доменного шлака с активаторами и добавок – отсюда и название. Характеризуется повышенными показателями прочности, что и определяет основную сферу его применения – подземные и подводные несущие конструкции.
- Расширяющийся – в процессе отвердевания строительная смесь расширяется. Благодаря приобретенному позже свойству водонепроницаемости используется в подводных конструкциях, когда идет постоянное давление воды.
- Безусадочный. Обладает свойством сохранять свой объем в процессе отвердения. Используется при проведении гидроизоляционных работ, когда требуется сохранение объема цементной массы.
- Быстротвердеющий. Характеризуется максимально коротким временем для отвердевания по сравнению с другими марками цементов.
- Гидрофобный. Представляет собой модификацию портландцемента со специальными добавками, придающие стойкость цементу к процессам замерзания и оттаивания.
- Тампонажный. Используется для укрепления скважин в нефтегазовой промышленности.
- Глиноземистый. Обладает целым рядом свойств, которые позволяют его использовать вместо нескольких марок цемента в строительных работах в холодное время года и при возведении жаропрочных конструкций.
- Пуццолановый – вид, производимый из портландцемента путем добавления соединений вулканического происхождения, что позволяет использовать его при возведении водяных емкостей.
Марки
По прочности цемент делится на марки, определяющиеся пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, которые изготавливаются из раствора с содержанием кварцевым песком 1:3. Марки имеют диапазон М200-М600 (с шагом 50 или 100), означающий прочность при сжатии (соответственно в 200-600 кг/см² (20—60 МПа)). Цемент М600 из-за своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и стоит заметно выше остальных. В основном он используется в строительстве военных объектов и сооружений.
Также существуют и классы прочности. Основное их отличие от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95% обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс прочности выражается в числах от 30 до 60, выражающиеся в МПа.
Способы производства
Существуют три метода производства цемента: сухой, мокрый и комбинированный.
При использовании сухого способа основные ингредиенты будущего цемента – известняк и глина – смешиваются в агрегате для дробления и сушки. Затем полученная смесь проходит через мельницу, которая приводит смесь в однородное состояние. Такая смесь называется сырьевой мукой, и в специальном бункере – проходит специальное смешивание – гомогенизация – получается гомогенизационный силос, который затем проходит обжиг в специальной печи, после чего смесь проходит на следующий этап. В следующей мельнице в клинкер – так называется полученная смесь – добавляется гипс и проводится повторный помол всего содержимого в агрегате. После мельницы почти полностью готовый цемент собирается в силосе для хранения. После этого из бункера готовый цемент идет на упаковку и отгрузку.
Мокрый способ состоит из следующих этапов производства. Компоненты засыпаются в дробилку и дробятся в сухом состоянии, также они смешиваются до получения однородной смеси. Затем в специальной мельнице с использованием воды проходит мокрый помол компонентов, которые после этого проходят корректировку в шламбассейне. Полученная смесь называется шламом. После корректировки шлам отправляется на обжиг, как и в сухом способе производства, во вращающуюся печь. И далее процесс аналогичен по операциям, которые проводятся при получении цемента сухим способом.
У сухого способа есть определённые преимущества: экономия топлива при производстве на тридцать-сорок процентов, поскольку исключается этап с мокрыми процессами; снижение затрат на трудовые ресурсы и подготовку клинкерной смеси; повышение качества клинкера и цемента.
Видео как делают:
Третий способ производства называется комбинированным, поскольку соединяет в себе два предыдущих. Существует варианты комбинации указанных выше способов – первым может идти сухой этап – тогда идет приготовление смеси – и дальше производство цемента по мокрому способу. Второй вариант предусматривает в первую очередь применение мокрого способа для получения водной суспензии, которая в дальнейшем проходит этапы сухого метода производства.
moybiznes.org
Производство цемента — как делают портландцемент
Цемент широко применяется в строительстве. Все знают что это такое и для чего он нужен. Но мало кто из нас знает как же он производится и самое главное из чего.
В этой статье вы сможете узнать об изготовление цемента. Давайте рассмотрим его производство на примере самого распространенного вида цементов — портландцемент.
Портландцемент — представляет собой искусственное минеральное гидравлическое вяжущее, получаемое посредством тонкого измельчения клинкера, создаваемого посредством обжига сырьевой смеси до спекания.
Для производства цемента берут сырьевую смесь, состоящую из трех частей известняка (носитель основного окисла — окись кальция) с одной частью глины, содержащей окислы кремния, алюминия, железа.
Иногда такие смеси встречаются в природе — это так называемые известковые мергели-натуралы. Однако такие месторождения чрезвычайно редки. Гораздо чаще встречаются известняки, которые содержат большее или меньшее количество глины, чем это требуется.
Поэтому к ним приходится добавлять чистый известняк (например мел), либо глину.
На большинстве цементных заводов пользуются искусственными смесями. Иногда вместо глины используют диатомит, трепел, глинистые сланцы, мергелистую глину, лесс, а также доменные шлаки или золу горючих сланцев,которые близки по своему химическому составу к глине!
Производство портландцемента складывается из трех основных производственных процессов: приготовления смеси, ее обжига и размола обожженного продукта (клинкера) в порошок.
В настоящее время существуют два основных способа производства: мокрый и сухой. Мокрый — более применим. Приготовление по мокрому способу осуществляется измельчением и смешением исходного сырья с водой.
В результате получается сметанообразная жидкость — шлам с содержанием воды 32—45%. По сухому способу исходные материалы предварительно высушивают и смешивают. Полученный порошок называют сырьевой мукой.
Сырьевая смесь по мокрому способу обжигается во вращающихся печах, по сухому — как во вращающихся печах,так и в шахтных. Вращающаяся обжиговая печь представляет собой металлический цилиндр длиной около 150 м и около 4 м в диаметре.
Цилиндр установлен горизонтально, с небольшим наклоном в сторону от входного отверстия. С одной стороны в эту печь подается шлам (или сырьевая мука), с другой мощной форсункой, действующей сжатым воздухом, в печь (непрерывно подается топливо — нефть, угольная пыль или горючий газ.
Благодаря наклону и вращению печи смесь известняка и глины под действием своей тяжести непрерывно движется навстречу огню, все больше нагреваясь. При этом по мере продвижения вдоль печи смесь претерплевает следующие изменения. При 100 градусах (в зоне подсушивания) она теряет свободную влагу.
Когда она проходит через зону с температурой 450 — 500° (зону подогрева), из нее выгорают органические примеси — вещества органического или растительного происхождения, а также (удаляется химически связанная влага, содержащаяся в глине. При температуре около 900 градусов (в зоне кальцинирования) начинается разложение известняка.
Затем при 1100 — 1200 начинается соединение окиси кальция с окислами кремния, алюминия, железа (происходят реакции в твердых фазах) с образованием кальциевых алюминатов и ферритов некоторых других соединений. Избыточная окись кальция при этом остается свободной. Эта реакция является экзотермической, поэтому участок печи называется экзотермической зоной.
Наконец, при 1400 — 1450° начинается спекание, т. е. частичное плавление сырьевой смеси, а также заканчивается соединением окиси кальция с другими окислами.
В этой зоне (зоне спекания) процесс спекания сопровождается частичным плавлением материала. По окончании обжига образуется спекшаяся твердая масса — клинкер, зерна зеленовато-серого или темно-серого цвета величиной с орех или горошину. Но это еще не цемент, а лишь его полуфабрикат. Далее клинкер охлаждают. Для этого рядом с печами устанавливают особые вращающиеся барабаны — холодильники.
В них клинкер охлаждается встречной струей воздуха. Пройдя холодильники, он поступает на склад,а оттуда на мельницу,где измельчается чугунными шарами в мелкий порошок. При помоле к клинкеру добавляют до 3% гипсового камня и до 5% гидравлических добавок. Эти добавки улучшают качество цемента и делают его производство дешевле.
P.S. В строительстве клинкером еще называется особый вид кирпича большой прочности. Его применение — главным образом для мощения дорог, улиц и полов в цехах промышленных зданий.
Посмотрите видео: Производство цемента
alina-sharapova.ru
Технология производства цемента | Новости в строительстве
Технология производства цемента сводится к получению цементного клинкера из сырьевой смеси , получаемого двумя способами : сухим и мокрым.
Виды цементов и область их использования.
Производство цемента для строительных нужд характеризуется следующими основными видами цемента: Портландцемент, шлакопортландцемент, гидрофобный и другие виды.
Для получения цемента используют цементный клинкер, которого получают путем обжига в печах сырьевой смеси из породы известняка и глины при высоких температурах. В зависимости от присутствия в сырьевой смеси наличия необходимых компонентов, таких как оксид кальция и алюмосиликатов,в состав водят различные добавки.
Все добавки водят с целью усиления важных строительных свойств цементного клинкера. Сырьевую смесь из глины и известняка приготавливают мокрым способом или в сухом виде из расчета на одну часть глины добавляют три части известняка. Для повышения качества сырьевого состава и уменьшения расходов на топливо в смесь добавляют поверхностно-активные добавки.Из всех выпускаемых промышленностью видов цементов наиболее важное значение имеет портландцемент.
♣ Портландцемент и получение цементного клинкера
♦ Портландцемент это гидравлическое вяжущее которое способно твердеть в воде и на воздухе.Получают путем тонкого помола клинкера с добавлением соответствующих добавок.Клинкер представляет спекшуюся сырьевую смесь известняка и глины в виде зерен размером до 40 мм. Важнейшие свойства цемента,которые перечислены ниже, зависят на прямую от качества клинкера:
♦ Прочность а также скорость ее нарастания при твердении цемента,стойкость в различных условиях во время эксплуатации,долговечность.Во время помола к клинкеру в целях регулирования сроков схватывания вводят 1.5…3.5% гипса от массы цемента,в пересчете на ангидрид серной кислоты SO3.Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15% от массы цемента.Технология получения портландцемента в основном сводится к следующим операциям:
Изготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжига до спекания и помола. Для получения качественного портландцемента в клинкере должны содержаться следующие важнейшие оксиды (химический состав):
1.CaO-62…..68%,
2.SiO2-18…26%,
3/Al2O3 -4…9 %,
4/Fe2O3 -0.3….6 %.
♦ Другими словами можно сказать что для производства портландцемента следует использовать сырьевые материалы с большим содержанием оксида кальция и алюмосиликатов,такие как известняки и глины.В известняках преобладают карбонат кальция а в глинах различные водные алюмосиликаты (галлаузит, монтмориллонит, каолинит и другие), имеющие следующую химическую формулу: Al2O3 * nSiO2 * mh3O.Кроме этого в глинах могут содержаться диоксид кремния в виде тонкого кварцевого песка и оксида железа.
♦ Необходимый химический состав цементного клинкера можно получить при соотношении глины и известняка 1 : 3 по массе.Известняк и глину могут заменить и другие материалы,например мергели (природная смесь известняка и глины).Мел может заменить известняк.Кроме этого в сырьевую смесь можно ввести корректирующие добавки,пиритные огарки или железную руду,если в исходной глине мало оксидов железа.Если необходимо повысить содержание диоксида кремния в смеси вводят кварцевый песок.
Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов
Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов
Производство цемента
♦ Для получения цементного клинкера сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом.Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки.При мокром способе легче достигается тонкое измельчение исходных материалов и получение их гомогенной смеси.Но,зато возрастает расход топлива на обжиг который значительно больше чем при сухом способе.Получаемая при мокром способе суспензия сырьевых материалов содержит 32…45 % воды.Для повышения производительности печей и уменьшения расхода топлива,нужно стремиться к уменьшению влажности сырьевого шлама без ухудшения его текучести за счет использования поверхностно-активных добавок (ПАВ).
Рисунок-1. Вращающаяся печь размером 5 х 185 м.
1-течка для подачи шлама, 2- фильтр-подогреватель, 3-цепная завеса, внутрипечной теплообменник, 5-бандаж, 6-венцовая шестерня, 7-привод печи, 8-корпус печи, 9-огнеупорная футеровка, 10 устройство для охлаждения корпуса печи, 11- уплотнения горячего и холодного концов печи, головка печи, холодильник, 14-роликоопоры.
♦ Сырьевой шлам для обжига поступает во вращающуюся печь .Печь представляет собой длинный цилиндр (например длина-185 м с диаметром 5 метров),который медленно вращается вокруг своей оси.печь имеет наклон к горизонту а сырьевой шлам (сырьевая смесь) загружается в верхнюю часть и потом постепенно перемещается к нижнему концу печи.Из нижнего конца печи вдувается топливо в виде природного газа или пылевидного угля.При сжигании топлива,горячие газы двигаются навстречу сырьевой смеси,которая перемещаясь к нижнему концу печи претерпевает сначала физические превращения а затем существенные химические превращения.Происходит это следующим образом:
♦ В начале печи сырьевая смесь подсушивается и передвигается дальше попадая в зону с температурой 550…800 °С.Здесь происходит дегидратация водных алюмосиликатных глины.Процесс сопровождается образованием соединений, которые характеризуются сильно разрыхленной структурой частиц.при этом внутренняя энергия вещества возрастает и повышает его реакционно-способность.После этого сырьевая смесь попадает в зону с температурой 900…1000 °С,где происходит диссоциация карбоната кальция и образование его оксида.При этом реакции протекают в твердом состоянии между продуктами дегидратации глины (которые содержат оксиды алюминия и диоксид кремния) и оксидом кальция.
♦ При этом оксид кальция с оксидом алюминия образуют однокальциевый алюминат CaO * Al2O3.Оксид кальция одновременно реагирует с диоксидом кремния и образуют в больших количествах двухкальциевый силикат 2CaO*SiO2.Передвигаясь далее сырьевая смесь нагревается до температуры 1200…1250 °С, а протекании реакций в твердом состоянии усиливается.Завершается образование двухкальциевого силиката,а уже имеющийся однокальциевый алюминат насыщается далее оксидом кальция и образует некоторое количество еще более основного трехкальциевого алюмината 3CaO* Al2O3.Но часть оксида кальция все еще остается в свободном виде.
Рисунок-2. Нарастание прочности минералов клинкера портландцемента
♦ Передвигаясь еще дальше, сырьевая смесь нагревается до температуры 1450°С, где происходит частичное плавление материала и завершается реакция образования силикатов и алюминатов кальция.материал спекается образуя цементный клинкер размером 4…20 мм.После этого,выходящий из печи цементный клинкер быстро охлаждают в специальном холодильнике.При охлаждении удается избежать образование крупных кристаллов в клинкере и сохранить вместе с тем в не кристаллизованном виде стекловидную фазу.Если клинкер не охлаждать ,получиться цемент с пониженной реакционной способностью с водой.♦ Цементный клинкер размалывают в порошок при этом добавляют небольшое количество двуводного гипса для регулирования сроков схватывания цемента.Чем выше тонкость помола,тем сильнее возрастает активность цемента .Средний размер зерен портландцемента составляет примерно 40 мкм.Толщина гидратации зерен через 6…12 мес. твердения не превышает 10…15 мкм.Таким образом можно сказать, что при обычном помоле портландцемента примерно 40…40 % клинкерной части не участвует в твердении и формировании структуры камня.
Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации,%
Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации
♦ С увеличением тонкости помола цемента увеличивается и степень гидратации цемента,возрастает также и содержание клеящих веществ (гидратов минералов) и повышается прочность цементного камня.Исходя из вышесказанного, можно сказать ,что цементы должны иметь тонкость помола характеризуемую остатком на сите № 008 не более 15 %.Обычно она равна 8…12 %.Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (см²/г)-суммарной поверхностью зерен в одном грамме цемента.Удельная поверхность цементов составляет 2500…3000 см²/г).Считается что прирост удельной поверхности цемента на каждые 1000 см²/г повышает его активность на 20…25 %.
Читай далее производство портландцемента
♣ Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)
Является портландцементом с минеральными добавками,от обычного отличается более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.Достигается это путем более тонкого помола цементного клинкера (до удельной поверхности 3500…4000 см²/г), а также повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (60…65 %).Быстротвердеющий портландцемент выпускают марок М-400 и М-500.используется широко при зимних бетонных работах а также в производстве железобетонных конструкций.Так как цемент издает повышенное тепловыделение,его не используют в массивных конструкциях.
♣ Пуццолановый портландцемент
Получают путем совместного помола клинкера,25…40 % от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня (ГОСТ 4013-82).Клинкер для этого вида цемента должен содержать не более 8%трехкальциевого алюмината и не более 5% оксида и марганца.В остальном свойства пуццоланового портландцемента не отличаются от свойств портландцемента.выпускается марок М-300 и 400.
♣ Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ)
Это новое эффективное вяжущее на основе портландцементного клинкера.Обладает минимальной водопотребностью среди всех существующих сегодня минеральных вяжущих.Нормальная густота ВНВ составляет 16%,а обычного портландцемента -24…30%.Получают ВНВ по более новой технологии которая заключается в совместном помоле (механохимической активации) клинкера портландцемента и суперпластификатора С-3.ВНВ получают трех видов:
1.ВНВ-100-без минеральных добавок;
2.ВНВ-50-совместным помолом компонентов следующего состава:(50 % портландцемента марки М-400,50 % активной минеральной добавки,С3;
3.ВНВ-30-состоит из 30 % портландцемента М-400,70% активной минеральной добавки,С3.
В качестве активной минеральной добавки используют гранулированные шлаки,золу-унос,диатомиты,туфы,песок и другие.Прочность ВНВ существенно зависит от количества вводимой минеральной добавки.Удельная поверхность ВНВ 4800…5200 см ²/г.Морозостойкость бетонных образцов на основе ВНВ,составляет более 500 циклов.Сроки схватывания ВНВ можно широко регулировать от 30 минут до 24 часов при нормальных условиях твердения.Прочность при сжатии для ВНВ -100 составляет 90…100 МПА,для ВНВ-50 составляет-60 МПА,для ВНВ-30 прочность при сжатии составляет 40…50 МПА.
♣ Цветной портландцемент
♦ Цветной портландцемент выпускается следующих марок: М 300,400 и 500 -светло-желтого,желто-золотистого светло-розового,оранжевого,розового,светло-коричневого,красного,голубого,зеленого и черного цветов.Получают такой цемент путем совместного помола белого и цветного клинкеров с добавлением минеральных и органических красителей,минеральных добавок и гипса.В цветном портландцементе должно содержаться не более 15 % красковой руды,минеральных, синтетических или природных пигментов.
♦Для того чтобы расширить палитру таких цементов вводят в их состав органические красители.В результате получают подкрашенные цементы с разнообразной по тону окраске. Пигменты вводимые в состав цветных цементов должны иметь тонкость помола не менее 3000 см²/г, а их количество вместе с разбеливающими добавками не должно снижать активность цемента.
Содержание пигментов в цветном цементе для наглядности представлены в таблице
Содержание пигментов в цветном цементе
♣ Сульфатостойкий портландцемент
♦Получают такой цемент из клинкера которого нормируют минералогическим составом.Содержание в этом цементе трехкальциевого силиката должно быть не более 50%, трехкальциевого алюминия -не более 5% и сумма трехкальциевого алюмината и четырех кальциевого алюмоферрита не более 22%.
♦Введение активных и инертных минеральных добавок не допускается.Этот цемент,являясь по существу белитовый ,способен несколько замедлить твердение в начальные сроки и обладает низким тепловыделением.Сульфатостойкий портландцемент выпускается М400,используют активно для получения бетонов используемых в пресных и в минерализованных водах.
♣ Белый портландцемент
♦Белый портландцемент (ГОСТ 965-78) получают из сырьевых материалов,которые имеют минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа,хрома,марганца).Сырьем для получения белого портландцемента служат мраморы и » чистые » известняки а также белые каолиновые глины.Производят более тонкий помол цементного клинкера с остатком на сите № 008 не более 12 %.Степень белизны является основным критерием или свойством при определении качества белого цемента.Выпускается белый портландцемент следующих марок М400 и 500.По степени белизны белый портландцемент бывает трех сортов:
1.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 80%-первый сорт,
2.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 75%-второй сорт,
3.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 68%-третий сорт.
♣ Алинитовый цемент
♦ Алинитовый цемент (ТУ 21-20-53-83) получают на основе алинитового клинкера низко терма
stroivagon.ru
Технология производства цемента
На сегодняшний день цемент является наиболее востребованным и популярным строительным материалом, без которого невозможна ни одна стройка. Но мало кто знает технологию производства цемента, а ведь эти знания могут быть весьма полезными. Цемент — это искусственный материал, который получают в результате соединения гипса, глины, известняка и различных минеральных добавок.
 |
В общем виде процесс создания цемента происходит следующим образом:
Первоначально происходит добыча сырья и его транспортировка на завод. Затем сырьевой материал дробят и перемалывают. После этого приготавливается сырьевая смесь. Далее идет получение клинкера (т.е. обжиг сырьевой смеси). И последним этапом является помол клинкера, добавление в него различных необходимых добавок. Однако данный процесс может происходить по различным технологиям. Рассмотрим подробнее конкретные технологии производства цемента.
При производстве цемента мокрым способом сырьем для производства клинкера является твердый известняковый и мягкий глинистый компоненты. Сперва происходит очень тщательное измельчение сырья, ведь только из мельчайших частичек можно получить по-настоящему однородный клинкер. Измельчение сырья происходит в несколько этапов, ведь зачастую исходные размеры сырьевых материалов достаточно большие, и сперва приходится пропускать большие куски через дробилки, а потом полученные мелкие кусочки пропускают через мельницы или болтушки (обязательно с большим количеством воды), это зависит от исходных материалов. Например, глинистый материал перемалывают в мельницах, а мел — в болтушках. Но, в конце концов, все исходные материалы направляются в мельницы и перемалываются вместе, это позволяет получить очень однородный состав сырьевого шлама. При этом соотношение глиняного шлама и известняка является необходимым для получения определенного клинкера. Но из-за особенностей химического состава сырья пропорции все равно получаются не очень точными, и для получения необходимого химического состава применяются специальные бассейны, в которых и происходит корректировка состава.
Шлам, приготовленный мокрым способом, является сметанообразным и имеет в своем составе 35-45% воды. Далее смесь подается в печь. Печь представляет собой длинный, до 200 метров, стальной барабан, диаметром до 7 метров, покрытый изнутри огнеупорным кирпичом. Такая громадная печь в сутки может выдавать до 3.000 тонн клинкера. Печь устанавливается под уклоном, и с верхнего холодного конца подается шлам, а с нижнего горячего конца подается топливо. Печь вращается и шлам постепенно продвигается к выходу, при этом температура становится все больше и в месте горения топлива может достигать 17.000 градусов. При такой температуре происходят химические реакции и образовывается клинкер. Одновременно с этим газы, образованные горением топлива, движутся вверх по барабану, подогревая продвигающийся материал. Из печи клинкер помещается в холодильник. После этого он поступает на помол. Крупные куски клинкера подвергаются дроблению до зерен с максимальным размером 1см, это делается для облегчения работы мельниц. В мельницах клинкер измельчается вместе с различными гидравлическими и другими добавками и гипсом. Гидравлические добавки сами по себе являются пористыми, содержание влаги в них может достигать более 30%, поэтому перед помолом происходит сушка. Одновременное измельчение в мельницах позволяет достигнуть отличной однородности, что является одним из важнейших параметров качества цемента. После мельниц цемент транспортируется на склады, где дожидается отправки потребителю.
Технология производства цемента сухим способом
Технология производства цемента сухим способом в принципе схоже с технологией производства мокрым способом. Главным образом рассмотрим отличия, а помол цемента, подготовка добавок, хранение цемента — все аналогично.
После дробления известняка и глины их высушивают до 1% влажности и перемалывают в сырьевую муку. Для сушки сырья используются либо сушильные барабаны (при раздельной сушке), либо специальные мельницы (при одновременной сушке), где оба компонента перемалываются и при этом сушатся. Последний способ применяется на большинстве заводов т.к. является наиболее эффективным.
Для подправки химического состава сырьевой муки при производстве цемента сухим способом используются не бассейны, а корректирующие силосы, в которых смесь перемешивается при помощи сжатого воздуха. Для первичного нагревания смеси используются специальные циклонные теплообменники (обычно в количестве 4 штук, соединенных между собой газоходами длиной до 70 метров, в которых смесь находится не более 30с и нагревается до температуры 800 градусов, при этом вся влага из нее испаряется). Затем сырьевая мука поступает в печь, где происходит окончательное образование клинкера. Из печи клинкер поступает в холодильник и далее на клинкерный склад.
Производство цемента полусухим способом
Используя технологию производства цемента полусухим способом нужно знать, что приготовление сырьевой муки не отличается от сухого способа. Но особенностью является то, что дальше мука проходит грануляцию в специальных установках — грануляторах, и далее в виде гранул 1-2 см и влажностью до 16% идет на обжиг.
Обжиг гранул происходит в специальных коротких вращающихся печах с установленными кальцинаторами (кальцинатор представляет собой решетку, которая движется со скоростью до 50 м/ч), гранулы лежат на решетке и находятся под воздействием нагретого в печи газа, при этом гранулы декарбонизируются на 20-30% и нагреваются до температуры 900 градусов. После частичной декарбонизации гранулы подаются в печь, где и завершается процесс образования клинкера.
Если при производстве сырьевой муки в нее добавляются частички угля, то обжиг можно производить в шахтных печах (шахтная печь представляет собой вертикальную шахту, где топливо подается с нижнего конца, а сырьевые гранулы подаются сверху). В таком случае частички угля внутри сырья сгорают, что вызывает дополнительный нагрев гранул. Выгрузка полученного клинкера производится внизу шахты, после чего он отправляется на склад.
Производство цемента комбинированным способом
Особенностью данной технологии производства цемента является то, что подготовка материала для обжига производится по мокрому способу, а непосредственно обжиг проходит по схеме полусухого производства.
Шлам, имеющий влажность 35-45%, пройдя корректировку химического состава, подается в барабанный или дисковый вакуумфильтр, в котором происходит процесс обезвоживания. Влажность смеси при этом падает до 20%. Далее в полученную смесь добавляется пыль, которую улавливают фильтры печи, это предотвращает слипание материала и снижает влажность примерно до 14%. Обжиг производится в печах, применяемых при полусухом способе производства цемента. Все остальные производственные операции аналогичны операциям производства цемента мокрым способом.
Достоинства и недостатки различных способов производства цемента
При мокром способе производства цемента значительно возрастает расход тепла, однако присутствие воды в мельницах облегчает измельчение материалов. При природной влажности исходного сырья более 10% наиболее целесообразным видится использовать мокрую технологию производства цемента.
Также мокрый способ наиболее оптимален, если для создания цемента применяется два мягких материала, ведь измельчить их можно банально размешав в воде. Сухой способ применяется, когда влажность сырья не превышает 10%. Если исходный материал довольно пластичный — предпочтение можно отдать полусухой технологии производства цемента, ведь в таком случае получаются прочные гранулы. Раньше был наиболее распространен мокрый способ производства цемента, но последнее время все более и более популярным становится сухой способ.
Также будет интересным почитать:
на Ваш сайт.
goshara.ru
Технологии производство цемента — сухой и мокрый способы
Цемент пользуется огромной популярностью в строительстве. Его применяют как самостоятельно, так в качестве компонента многих строительных составов (к примеру, в производстве железобетона и бетона). Изготовление цемента – дорогостоящий и энергоемкий процесс. Заводы размещают в непосредственной близости к месту добычи сырья, из которого в дальнейшем будет создаваться продукт.
Производство цемента включат 2 этапа:
- получение клинкера,
- измельчение клинкера и введение добавок.
На получение клинкера приходится приблизительно 70% себестоимости стройматериала.
Начинается все с добычи сырьевых материалов. Как правило, добыча известняка осуществляется путем сноса части горы, после которого открывается слой желто-зеленого известняка. Глубина залегания известнякового слоя – приблизительно 10 м, толщина – в среднем 0,7 м. После того, как сырье доставлено на завод, производится обжиг в специальной печи при температуре +1450°С, в результате которого получают клинкер.
На второй стадии производства цемента осуществляют дробление клинкера, гипсового камня, сушка добавок. Затем производится помол клинкера вместе с добавками и гипсом. Гипс добавляют в размере 5% от общей массы, добавки вводят в зависимости от типа смеси.
Однако, учитывая тот факт, что технические и физические характеристики сырьевого материала могут отличаться, для каждого типы сырья предусмотрен свой способ подготовки.
Способы производства цемента:
- мокрый,
- сухой,
- комбинированный.
Изготовление цемента мокрым способом
Мокрый способ предусматривает изготовление цемента с применением карбонатного компонента (мела) и силикатного компонента (глины). Также используются железосодержащие добавки (пиритные огарки, конверторный шлам и пр.). Влажность мела не должна быть более 29%, а влажность глины – не выше 20%. Называется этот способ производства цемента тому, потому что измельчение сырья осуществляется в воде, на выходе образуется шихта в виде суспензии на водной основе. Влажность шихты – 30-50%. Далее производится обжиг шлама в печи, в результате которого выделяется углекислота. Образовавшиеся шарики-клинкеры перемалывают в тонкий порошок под названием цемент.
Производство цемента сухим способом
Данный способ по праву считается наиболее экономически выгодным. Особенность его в том, что на всех стадиях используются материалы только в сухом состоянии. Выбор схемы производства цемента определяется химическими и физическими характеристиками сырья. Наиболее востребованным признано изготовление материалов во вращающихся печах, в котором используются глина и известняк.
После того, как глина и известняк прошли измельчение в дробилке, их сушат до требуемого состояния (влажность — не более 1%). Просушка и измельчение производиться в сепараторной машине, после чего смесь отправляется в циклонные теплообменники, где находится не боле 30 секунд. Далее идет стадия, на которой производиться обжиг сырья с дальнейшим перемещением в холодильник. Затем клинкер направляется на склад, где происходит его перемалывание и фасовка. Подготовка гипса и добавок, а также хранение и транспортировка цемента идентичны тем, которые производятся при мокром способе.
Комбинированный вариант производства цемента
Шлам получают «мокрым» способом, после чего смесь обезвоживается в специальных фильтрах до того момента, пока уровень влажности не достигнет 16-18%. Далее сырье отправляют на обжиг. Второй вариант комбинированного способа производства цемента предусматривает сухое изготовление сырьевой массы, в которую затем вводят 10-14% воды и гранулируют. Размер гранул не должен превышать 15 мм. Далее производится обжиг.
Для каждого способа производства используют свое оборудование и определенную последовательность операций.
Современные производства ориентируют деятельность на получение материала сухим методом. Его по праву считают будущим цементной промышленности.
aquagroup.ru
Производство цемента — способы и технологии
Цемент – универсальный строительный материал, используемый в чистом виде, а также как компонент штукатурных смесей, бетона и железобетона. Производство цемента – это энергоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый разными способами. Традиционные методики основаны на предварительном получении клинкера. Гораздо дешевле конечный продукт, изготовленный по бесклинкерной технологии или кустарным методом.
Технологии производства с клинкером
1. Мокрый.
Крупные куски известкового компонента (мела) и глины сначала дробят, затем перемалывают в мельницах или измельчают в болтушках с помощью воды. Глиняный шлам перекачивается в мельницу, где он перерабатывается вместе с известняком. В специальных бассейнах выравнивается химический состав сметанообразной шламовой смеси, затем она подается в наклонную печь – вращающийся барабан диаметром 7 м и длиной около 200 м. На выходе из печи (в месте горения топлива) при температуре около 17 000 °C происходит спекание клинкера. Его охлаждают, дробят и перемалывают с гипсом и минеральными добавками (не путать с пластификаторами для цементного раствора), сушат, вновь измельчают.
Метод применяют, если влажность добытых ископаемых больше 10% или если глина и известняк имеют низкую твердость. Плюс: упрощение измельчения с помощью воды. Минус: большой расход тепла.
2. Сухой.
Схема меняется на стадии изготовления известково-глиняного шлама. Его сушат и перемалывают в сырьевую муку (операции проводятся одновременно или раздельно). Плюс: при образовании клинкера вдвое сокращается длина печи и расход топлива; если в шихту ввести СаС12, то реакция идет при пониженной температуре. Эта методика получает широкое распространение на цементных заводах, она более приемлема при влажности сырья менее 10%.
3. Комбинированный.
Начало процесса сходно с мокрым производством. Подготовленный шлам влажностью до 45% обезвоживается в вакуумфильтре до 20%, в смесь добавляется пыль для поглощения воды. Обжиг производится в шахтной печи, из нижней части которой выгружается клинкер. Плюсы: экономия энергоносителей, упрощение конструкции оборудования.
Для декоративного оформления фасадов применяют белый портландцемент. Белизну материалу придают гипс, диатомит и клинкер с малым содержанием железа, марганца и титана. Технология получения цемента отличается повышенными требованиями к чистоте сырья, проведением отжига на топливе, не образующем золы. Клинкер отбеливают в три этапа: вводят в его состав хлориды, выдерживают в специальной жидкости, охлаждают в конвертированном газе.
Без клинкера
В качестве сырья используют зольную пыль, известняк, глину с содержанием песка, минеральные отходы с кальцием, алюминием, кремнием, доменный шлак после выплавки чугуна. Этапы получения цемента «холодным способом»:
- плавление сырья при 1 450 °C в плавильной печи, работающей на угле, жидком топливе или газе;
- водное охлаждение расплава с одновременной грануляцией, помол гранулята;
- смешивание гранул с определенным количеством порошкообразного шлака, песка, глины или извести, добавление специального активизатора (2 – 5%).
Преимущества метода: исключаются расходы на строительство барабанной печи, снижается потребление топлива, сокращается технологическое время. Даже при мелкосерийном производстве себестоимость продукта уменьшается втрое.
Изготовление своими руками
При возведении каменного забора или бетонировании дорожки иногда используют цемент собственного производства: в домашних условиях изготавливают его оригинальный заменитель. Смесь получают, взяв по 1-й части серы и смолы (расплавленных в разных емкостях), 2 части просеянного песка, 3 части свинцового глета (оксида свинца). Поверхность, на которую наносится домашний цемент, предварительно покрывают олифой и высушивают.
stoneguru.ru