Из чего делают цемент, основные компоненты и технологические особенности
Цемент — один из самых распространённых материалов, применяющихся при проведении реставрационных, ремонтных, строительных работ. Так как цемент применяется при производстве бетонных изделий, а также железобетонных конструкций, то от качества исходного сырья напрямую зависит прочность и долговечность сооружения.
Что является исходным сырьем для цемента
Практически каждый человек, так или иначе, сталкивался с сыпучим материалом, однако далеко не каждый знаком с тем, как делают цемент, материалами, входящими в состав, и особенностями производства. Главной составляющей цемента является клинкер, а также гипс и минеральные компоненты.
Производство сухого состава осуществляется на специализированных заводах, расположенных вблизи мест добычи пород, являющихся исходными веществами для изготовления цемента:
- Карбонатные элементы – обладают кристаллической структурой и уникальными физическими характеристиками;
- Глинистые вещества – характеризуются пластичностью и способностью изменять объём при определённых условиях.
Клинкер представляет собой результат обжига смеси, состоящей из глины, известняка, мергеля, доменного шлака и некоторых других компонентов. Строгое соблюдение соотношения составляющих обеспечивает достижение необходимых для цемента характеристик.
Карбонатные породы для изготовления цемента
Карбонатный тип сырья, входящего в состав цемента, представлен следующими веществами:
- легко перетирающийся мел, относящийся к категории пород осадочного вида;
- мергелистый известняк, являющийся промежуточным звеном между известняковыми и глинистыми породами;
- ракушечник и прочие известняковые материалы, не содержащие в составе кремний;
- доломитовая категория ископаемых осадочного характера, основным компонентом которых являются карбонаты.
Глинистые породы
К породам с глинистой основой, являющимся составной частью цемента, относятся следующие элементы:
- глина с минеральными включениями, обладающими способностью разбухать при добавлении жидкости;
- суглинистые вещества, отличающиеся высокой концентрацией песка и пылеобразных фракций;
- сланцы, отличающиеся прочностью и способностью расслаиваться на элементарные пластинчатые элементы;
- пористый и мелкозернистый лесс, содержащий силикат кварца.
Процесс изготовления цемента не исключает возможности использования иных разновидностей природного сырья, шлаков и отходов промышленного производства.
Различные добавки, корректирующие свойства цемента
Цементный состав изготавливают из минерального сырья с добавлением пластификаторов, улучшающих следующие свойства сыпучего материала:
- устойчивость к воздействию коррозии;
- стойкость к перепадам температурных показателей;
- прочность;
- период затвердевания;
- эластичность раствора на основе цемента;
- уровень проницаемости жидкостью.
Технология получения цемента предусматривает введение таких корректирующих добавок:
- глина;
- апатиты;
- кремнезем;
- плавиковый шпат;
- глинозем.
Включение подобных компонентов направлено на улучшение характеристик цементного состава.
Основной состав цементной смеси
Набор компонентов цемента разных марок и различного предназначения может отличаться, однако, вне зависимости от типа цементного порошка, главными составляющими для его производства являются известняк и глина. Для получения качественной цементной основы – клинкера, содержание известняка должно в три раза превышать содержание глины.
Таким образом, клинкер, гипс и специальные добавки являются основным сырьем для цементного производства. Гранулированный, до 60 мм в диаметре, клинкер подвергается термической обработке при температуре 1500°. В процессе плавления клинкера, отвечающего за прочностные характеристики цемента, формируется масса, содержащая довольно большую концентрацию кальциевого диоксида и кремнезема, отвечающих за эксплуатационные характеристики.
Цементная смесь может содержать до шести процентов гипса, влияющего на скорость затвердевания готового раствора. Специальные добавки в виде морозостойких присадок, пластификаторов и прочих веществ направлены на усиление свойств готового материала, а также придание новых характеристик, расширяющих возможности использования цемента.
Цементное производство
Изготовление цемента происходит в несколько этапов и предусматривает выполнение следующих технологических процессов:
- производство клинкера – смешение известняка и глины в соотношении 3/1 с последующей обработкой высокой температурой;
- измельчение клинкера на шаровых мельницах. Более мелкие частицы увеличивают эксплуатационные характеристики состава.
Технологии изготовления
Производство цементного состава предусматривает возможность применения нескольких методов, в результате которых получается сырьё, имеющее различные характеристики. На выбор способа изготовления в значительной мере влияют расположение производственной базы, особенности оборудования, спрос на определённые марки готового изделия.
Различия технологий основываются на особенностях подготовки сырья, являющегося основой цемента.
Подготовительный этап осуществляется следующими способами:
- мокрый метод;
- сухая технология;
- комбинированный подход.
Мокрый метод
Изготовление материала согласно мокрой технологии осуществляется путём смешивания необходимых веществ с известью, мелом и определённым количеством воды. Формирование шихта с уровнем концентрацией влаги, находящимся в диапазоне 30–50%, выполняется при измельчении всех компонентов в горизонтальном барабане. Полученный состав подвергается обжигу, в результате которого образуется шарообразный клинкер, проходящий в дальнейшем процедуру измельчения.
Сухая технология
Использование сухого метода позволяет уменьшить себестоимость производственного процесса, а также сократить технологический цикл. Такие особенности обеспечиваются благодаря возможности одновременного выполнения помола и сушки. Операции осуществляются под действием горячего газа, подаваемого в шаровую мельничную установку. Шихта, полученная в данном процессе, обладает порошкообразной консистенцией.
Комбинированный подход
Комбинированный способ сочетает особенности сухой и мокрой технологии. Способы, как делают цемент, могут отличаться на разных заводах. С помощью данного метода получается полусухое сырьё с уровнем влажности до 18%, что достигается при высушивании шихты, изготовленной согласно мокрой технологии. Второй вариант данной методики заключается в подготовке сухого вещества с последующим увлажнением и осуществлением операции гранулирования и отжига.
Современное цементное производство ориентировано на выпуск большого количества материала различного качества. Грамотное отношение к строительству подразумевает наличие знаний о составе и особенностях цемента, от качества которого напрямую зависит долговечность и прочность будущего сооружения.
Загрузка...
