Суровини за производство на цимент. Съвременни технологии за производство на качествен цимент
Суровините за производството на цимент са главно глина и карбонатни скали, както и други естествени суровини и някои видове промишлени отпадъци, шлака и др.
Карбонатните скали са варовик, варовиково-черупчести скали, креда, мергелен варовик, мергел, метаморфни или седиментни скали с доломит, карбонатно-глинен и варовиков състав. Качеството и стойността на такива скали като суровина за създаване на цимент се определя от тяхната структура и физични свойства. Скалите с кристална структура взаимодействат по-лошо с други елементи на сместа по време на изпичане в сравнение със скалите с аморфна структура.
- Креда - лесна за смилане мека утайка рок, вид размазан варовик. Лесно се раздробява и е популярна суровина за създаване на цимент.
- Мергелът е седиментна скала, преходна от варовик към глина. Може да има твърда или рохкава структура, различна плътност и съдържание на влага в зависимост от процента на глинени примеси. Разтворите на базата на мергел се използват активно при изграждането на печки, камини и др.
- От варовиците за производство на цимент се предпочитат порести и мергелни видове с нисък праг на якост на натиск и без съдържание на силициеви включвания.
- При производството на цимент се използват следните видове глинести скали: глинеста почва, глина, льос, шисти, както и льосовидни глинести.
Глините, седиментните скали, се състоят от различни видове минерали, когато се навлажняват, придобиват пластичност и набъбват. При сухия метод на производство на цимент, свързващата способност и пластичността на глината позволяват гранулиране на брашно и брикетиране. Глина е глина, която съдържа голямо количество тиня и пясъчни частици.
Шистите са плътни и твърди скали, които лесно могат да се разслоят в тънки плочи. В сравнение с глината шистите имат по-постоянен състав и по-ниско съдържание на влага.
Льосът е финозърнеста скала, рохкава и пореста, състояща се от най-фините частици глинести материали, фелдшпат, кварц и други силикати. Льосът не е силно пластичен. Льосовидна глина е материал, чиито свойства са преходни между глинеста почва и льос.
В допълнение към основните суровини в производствения процес активно се използват различни видове коригиращи добавки в цимента, които позволяват да се променят някои свойства на крайния продукт. Това могат да бъдат алуминиеви, силициеви, съдържащи глина добавки, както и флуорипат като минерализатори (натриев силикофлуорид, гипс, апатит, фосфогипс, флуорит)
Бих искал да отбележа, че съставът на суровините, както за сух, така и за мокър метод за производство на цимент, може да варира в зависимост от местоположението на циментовия завод, наличието на един или друг вид суровина, възможностите на оборудването, търсенето на определени видове продукти в този регион и много, много повече
Ние ще ви изпратим материала по имейл
Циментът е един от най-разпространените строителни материали. Използва се както като компонент за приготвяне на разтвори, така и като независим продукт. Използва се като свързващ материал, който при взаимодействие с вода образува пластична маса, а след това, когато изсъхне, става твърд, подобен на камък. Нека да поговорим за това от какво се прави цимент в производството.
Циментът е най-популярният продукт, използван в строителството
Тези продукти се използват еднакво широко по целия свят. Строителите в Древен Рим вече са знаели как да правят хоросан с хидравлични свойства. Днес световното развитие е напреднало много. Човечеството се научи да създава продукт, който може да се втвърди не само в сухи условия на въздух, но и във влажни условия.
Днес страни като Китай, САЩ и Индия се считат за лидери в производството. Освен това Китай произвежда няколко пъти повече продукти от другите двама лидери взети заедно; темповете на строителство в Средното царство също са изключително високи. Фабриките за производство на продукти са изградени в непосредствена близост до точките на добив на суровини, така че цената им да не се влияе от разходите за доставка на компоненти.
И така, от какво се прави цимент? Съставът му може леко да варира в зависимост от вида. Например, нека вземем най-популярния вид цимент - Портланд цимент, който е най-търсен в строителството. Включва:
- калциев оксид (CaO) - минимум 62%;
- силициев диоксид (SiO 2) - минимум 20%;
- алуминиев оксид (Al 2 O 3) - минимум 4%;
- железен оксид (Fe 2 O 3) - минимум 2%;
- магнезиев оксид (MgO) – минимум 1%.
Освен това в него се смесват добавки. Химична формулациментът не е дефиниран, тъй като има различни видове и марки на продукта. За производителите и потребителите много по-важна информация предоставят показателите за минералогичен състав.
Етапи на производство и нормативна документация
Време е да разберете как се прави циментът. Трябва да се отбележи, че това производство принадлежи към категорията на комплекса. Технически това е процес на смесване на клинкер и гипс.
Производствен процесмогат да бъдат разделени на два основни етапа:
- получаване на клинкер;
- смилане на основното вещество и въвеждане на добавки.
Циментът се получава по един от следните начини:
- суха;
- мокър;
- комбинация от двете.
Изборът на технология зависи пряко от качеството на суровините. На всички етапи от производството лабораторията определя характеристиките на бъдещите продукти в съответствие с установените стандарти. Системата GOST е в сила в Русия. Всеки вид цимент има свои собствени технически условия, на които трябва да отговаря. Повечето от стандартите са приети по време на съществуването на съветски съюз. Най-често използвани:
- GOST 969-91 (технически условия за алуминиев оксид и продукти с високо съдържание на алуминий);
- GOST 10178-85 (технически условия за портландцимент);
- GOST 30515-97 (общи технически условия);
- GOST 22266-94 (технически условия за сулфатоустойчиви продукти).
Основни характеристики на продукта
Техническите характеристики се определят според марката на продукта. Посочено е на опаковката под формата на цифри с буквата "M" отпред. Всъщност числото означава якост на натиск и е условна стойност.
Нека да обсъдим основните характеристики на продукта.
| Характеристика | Описание |
|---|---|
| Сила | Това е числото, което се появява в марката цимент. Тестовата проба се компресира в продължение на 28 дни, след което данните от изчислението се записват в документацията. Якостта се измерва в MPa. |
| Зависимост на цимента от вода | Плътността на самия продукт надвишава плътността на водата, поради което различните марки абсорбират различно количество течност. При производството на циментови разтвори е много важно колко вода е необходима за определена част от продукта. Неговият излишък ще направи горния слой на циментовата конструкция слаб. |
| Фракция на готовия продукт | Колкото по-фино е смилането на циментовите частици, толкова по-скъпо ще струва. При производството фиността на смилане се определя чрез пресяване на частиците през фини сита; тази характеристика е посочена на опаковката. Въпреки това си струва да имате предвид, когато работите, че частиците, които са твърде малки (40 микрона), ще изискват повече вода, когато създавате разтвор. Много производители смесват фини и груби фракции, за да създадат идеалния продукт. |
| Устойчивост на ниска температура | Метеорологичните условия в някои страни са доста сурови. От цимента се изисква да издържа на многократно замразяване и размразяване. Ако строителство на сградисе състои само от цимент и няма добавки след замръзване, водата вътре се увеличава по обем, което постепенно води до напукване; |
| Устойчивост на корозия | Околната среда има отрицателно въздействие върху циментовите конструкции. За да се осигури устойчивост на корозия, към състава се добавят полимерни добавки или минералогичният състав се коригира чрез замяна на някои компоненти с хидроактивни. |
| Скорост на втвърдяване | Този показател също е важен. Производителите го вземат предвид, така че скоростта да не е бърза или бавна. Индикаторът се регулира чрез добавяне на гипс. |
Видове продукти по област на използване
Преди да се доближим до въпроса как да направим циментов стандарт, нека поговорим за видовете, които се произвеждат и използват навсякъде днес.
| Име на цимента | Описание | Обхват на използване |
|---|---|---|
| Сулфатоустойчив | Устойчив е на химическо въздействие от агресивни среди, изработен е от натрошен клинкер и има ниска степен на втвърдяване. | Бетониране на подземни, подводни конструкции, масиви, при създаване на продукти, които ще се използват при трудни климатични условия. |
| Портланд цимент (включително бял) | Не съдържа минерални добавки, втвърдява се както на въздух, така и във вода. | За създаване монолитни конструкции, декорация, се счита за най-популярния вид продукт. |
| Алуминий | Съставът включва алуминиева шлака и гипс, работи добре при условия висока влажност, То има висока скоростзакаляване. | За създаване на водоустойчиви конструкции, изискващи устойчив на корозия цимент. |
| Пуцолан | Съдържа клинкер и активни минерални добавки. | Използва се за създаване на подводни структури и в Далечния север. |
| Пластифицирани | Съдържа добавки, които правят циментовия разтвор мек и пластичен. | За създаване на структури с извивки. |
| Киселинно устойчив | Съдържа натриев флуорид и кварцов пясък, разтворени с течно кварцово стъкло, а не с вода. | Устойчив на агресивни киселини. |
| Шлаков портланд цимент | Една четвърт се състои от шлакови гранули. | Използва се за създаване масивни конструкциив голямо строителство. |
Много хора погрешно вярват в товаСамата бетонна конструкция е доста издръжлив продукт. Това е грешно. Когато са изложени на агресивна среда, циментовите връзки се разрушават, така че в строителството е много важно да изберете правилно вида и марката на продукта.
важно!В по-голямата част от случаите циментът се отнася до портланд цимент и други видове, направени на основата на клинкер.
Какво станациментклинкер
Преди да опишем подробно технологичния процес, нека се докоснем до основния компонент на цимента - клинкер. Този гранулиран междинен продукт се получава чрез изпичане на смес от глина и варовик в пещ при температура от +1450°C. Варовикът изисква 3/4, а глината - 1/4. Те могат да бъдат заменени с материали с подобно качество. Варовикът е креда, мергел или други скали.
По време на процеса на изпичане се получава топене, в резултат на което се образуват гранули с различни размери - клинкер. Когато се смила и се комбинира с добавки, главно гипс, се получава цимент.
От какво се прави цимент: основната суровина
Основата на всеки тип модерен продукт е минимум компоненти. Всички те са създадени от природата. На циментова основа:
- карбонатни скали;
- глина;
- коригиращи добавки.
Нека поговорим за всеки от тях по-подробно.
Карбонатните скали са креда, мергел, варовик и варовиково-черупчести скали, варовит туф, мрамор. Всички те се използват в производството на цимент, с изключение на мрамора. Точното количество на даден компонент се определя чрез анализ на неговите свойства и съдържание. Скалата може да съдържа гипс, кварц и доломит. Колкото повече вещества с кристална структура присъстват в състава му, толкова по-трудно се топи.
Глинените скали, използвани в производството на цимент, са глина, глинеста почва, льос, монтморилонит и шисти. Глината е скала от седиментен произход с фина структура. Основното му качество е пластичност при контакт с вода. Освен това има тенденция да се подува.
За да коригират състава, производителите добавят добавки, съдържащи силиций, желязо и алуминий. Най-често поръчват отпадъци от други индустрии, например прах от доменни пещи или пиритна сгурия.
Освен това съставът на цимента може да включва минерализатори, белитови утайки и други отпадъци от производството.
Как се произвежда цимент в производството: три основни метода
Както казахме по-рано, има няколко начина да направите цимент в условия индустриално предприятие. Три основни метода:
- суха;
- мокър;
- комбинирани.
Сух метод
В зависимост от свойствата на суровината се избира производствена схема. Сухият метод е разделен на следните етапи:
- раздробяване на суровини;
- изсушаване до определена влажност;
- смилане на компонентите след комбинирането им до получаване на брашно;
- брашно за печене във въртяща се пещ;
- охлаждане и транспортиране до склад.
Този метод на производство се счита за най-печеливш и по-малко енергоемък.
Мокър метод
Този метод включва смилане на компонентите и добавяне на вода към тях. Резултатът не е брашно, а утайка от суровина. Отива в пещта за изпичане и след това в хладилника. Охладеният клинкер се смила и при необходимост се добавят добавки.
Комбиниран метод
В този случай суровата утайка първо се получава по мокър метод, след което се обезводнява, за да се получат гранули. Те преминават през пещта, използвана в сухия производствен процес. Като правило, целесъобразност този методвъз основа на качеството на суровините и намаляване на себестойността на крайния продукт.
Всеки от методите изисква най-щателното смесване на суровините и най-финото смилане. Продуктът трябва да бъде хомогенен. Готовите продукти се съхраняват в циментови силози, които са кули. При тях циментът е аериран, което му позволява да не се слепва. Продуктите се опаковат в хартиени торби или не са опаковани, но се изпращат в насипно състояние.
Как и от какво се прави цимент: видео
Каним ви да гледате видеоклип за етапите на производство на цимент:
Как да си направим цимент у дома
Можете да направите цимент със собствените си ръце. За това обаче ще ви трябват два вида оборудване:
- мелница за смилане на клинкер;
- високотемпературна пещ.
Резултатът ще бъде клас цимент с ниска степен на якост (не по-висока от M200); в резултат на това такъв продукт може да се използва само за леки бетонни конструкции. Друг проблем: ще бъде трудно да се направят анализи, така че качеството на цимента ще бъде лошо.
Ще ви трябват креда и каолин в съотношение съответно 75% и 25%. Суровините се смилат в мелница до хомогенен прах. Трябва да се разбърка добре преди да влезе във фурната. След изпичане, смилането се извършва отново, след което трябва да добавите 5% гипс към получената смес. Продуктът е готов! Независимо дали сте закупили продукта или сте го направили сами, ще ви трябва информация как да направите циментов разтвор.
Как се приготвя циментов разтвор
За да започнете строителни работи, ще трябва да подготвите циментов разтвор. Всеки мъж трябва да знае как се прави сместа. Разтворите на циментова основа са различни видове, но всички те имат еднакъв основен състав.
Състав на циментов разтвор
Стандарт за готвене циментова смесса необходими три компонента:
- цимент за връзки;
- вода;
- пълнител.
Като пълнител се използват пясък, чакъл, натрошен камък и други компоненти. Най-важното правило при получаване е спазването на пропорциите.
| Марка цимент | Марка на разтвора | |||
|---|---|---|---|---|
| 100 | 75 | 50 | 25 | |
| 200 | - | 1:2,5 | 1:3 | 1:6 |
| 300 | 1:2,5 | 1:3 | 1:4,5 | - |
| 400 | 1:3 | 1:4 | 1:6 | - |
| 500 | 1:4 | 1:5 | - | - |
| 600 | 1:4,5 | 1:6 | - | - |
статия
Съдейки по мащаба на използването на разтвори и бетони на основата на минерални свързващи вещества в строителството, изглежда, че историята на изкуствените камъни на базата на цимент датира от много векове. Но наистина доказана производствена технология и оптималният състав на цимента станаха известни преди по-малко от два века.
Изобретяване на камъка
Камъните на къщи от праисторически времена са били закрепени в стената с помощта на глина, но те не могат да бъдат запазени без изпичане, а най-древните сгради, достигнали до нас, са издигнати с помощта на варов разтвор. Изгореният и смлян варовик (калциев оксид - Ca(OH)₂) след смесване с вода се втвърдява, абсорбира въглероден диоксид от въздуха и след това отново се превръща в камък. Основният недостатък на варовото свързващо вещество е неговата ниска устойчивост на влага, така че днес се използва повече при производството на варовикови тухли.
Друг вид аерирано минерално свързващо вещество (тоест такова, което придобива здравина във въздуха) е гипсът. Получава се чрез термична обработка и последващо смилане на естествен гипсов камък (CaSO 4 -2H 2 O) или естествен анхидрид (CaSCu). Гипсовото свързващо вещество има дълга история на употреба от древни времена до наши дни. Повечето ярки примери- луксозна мазилка и скулптурни декорации, листови материали(GVL, GKL) за сухи методи на строителство и довършителни работи.
Хидравлични свързващи вещества
Обхватът на приложение на въздушните свързващи вещества е ограничен до онези места, където готови дизайнине са изложени на влага, в противен случай е необходимо да се използват водоотблъскващи (водоотблъскващи) добавки или да се извършат хидроизолационни мерки, поради което използването на хидравлични свързващи вещества е по-удобно и по-разпространено.
Те включват вещества, които образуват хидрати (водна молекула навлиза в кристалната решетка като компонент) връзки, когато трансформацията в каменно тяло и по-нататъшното увеличаване на силата може да се случи във влажна среда и излагането на вода по време на експлоатацията на конструкциите не води до тяхното унищожаване.
Разтворите и бетоните за направата на водоустойчиви конструкции се приготвят на базата на хидравлична вар (от седиментни варовити скали със специален състав - мергели) и портландцимент, като последният придава на монолитните и сглобяеми елементи на сградата необходимата здравина, и варови разтвориизползва се там, където натоварванията са минимални.
История на цимента
Опити за преодоляване на ниската водоустойчивост на варовите и гипсовите състави са правени от древни времена. Циментът (caementum в превод от латински - натрошен, натрошен камък) се появява чрез добавяне на различни минерални вещества, които имат хидрофобни свойства към вар. За целта са използвани натрошени останки от печени глинени тухли и различни вулканични скали. И така, съставът на цимента, използван от строителите Древен Рим, включително пуцолани - пепелни отлагания известен вулканВезувий.
Експериментите продължават в продължение на много векове, докато нуждата от големи количества трайно и евтино свързващо вещество принуди строителите да разработят оптимална технологиявърху производството му. Решаващ принос за такива изследвания имат руският военен техник Егор Челиев, който публикува книга за цимента за подводни работи (1825 г.), и зидарят от Лийдс, Англия, Джон Аспдин, който получава патент за портланд цимент (1824 г.). Това име идва от английския остров Портланд, разположен в Ламанша и състоящ се от варовикови скали. Камъните от кариера, разположена на този остров, се смятаха за най-престижните строителен материалв Англия. Полученият изкуствен камък Аспдин много приличаше на него по цвят и здравина.
Интересно е, че технологията на Челиев е по-съвместима с това, което сега се нарича Портланд цимент, а циментът на Аспдин е произведен без приетото сега синтероване на суровината.
Технология на производство
Циментовото свързващо вещество от различни производители може да се различава в суровините, но основното технологични операцииидентичен. Първият етап е подготовката на изходните минерални суровини, т.е. няколко етапа на смилане варовикови камънии глина, смесвайки тези компоненти в необходимите пропорции. От какво е направен циментът? Обикновено това са 3 тегловни части варовик и 1 част глина. Понякога се използва седиментна скала - мергел, където тези компоненти се съдържат в необходимото съотношение.
"Сух" и "мокър" метод
Има два начина за получаване на желаното състояние на сместа: "сух" и "мокър". Ако съдържанието на влага в компонентите е високо, глина и мек варовик (креда) се разтварят във вода, тогава водата се отстранява от тази суспензия, наречена сурова утайка, чрез силно нагряване (изпаряване). Получава се еднородна, фино смляна смес. По-икономичен метод е „сухият“, при който няма етап на довеждане на утайката до кипене, а сместа се раздробява механично.
След това във въртящи се пещи - цилиндри с диаметър около 5 m, дължина около 200 m, с наклон за движение на суровинната маса по време на процеса на изпичане, се образува клинкер - заоблени гранули, които се появяват при синтероването на сместа при температура 1450 ⁰C в резултат на физични и химични взаимодействия.
Клинкерът се охлажда и отлежава до две седмици преди крайната операция - шлайфане на фуги с определено количество гипс, който се добавя за забавяне на втвърдяването. Тук окончателно се формира съставът на цимента, на същия етап се въвеждат различни минерални добавки, придаващи на свързващото вещество необходимите специфични свойства.
Химическа основа
Необходимите свойства на най-популярното свързващо вещество се определят от химичен съставцимент. В резултат на технологична обработка на суровините, клинкерът се превръща в комбинация от различни химикали под формата на четири основни минерала:
- Алит - трикалциев силикат - съставлява по-голямата част от клинкера - 50-60%. Наличието на манганови, алуминиеви и железни йони в молекулярната решетка определя силата на готовия разтвор или бетонна смес, наети през първите 28 дни.
- Белитът - дикалциев силикат - съставлява 15-30% и е в основата на здравината, придобита от конструкцията в последствие.
- Алуминатна фаза - трикалциев алуминат - 5-10%. Бързата реакция на алумината с вода и възможното твърде бързо втвърдяване изискват въвеждането на гипс, който забавя този процес.
- Феритна фаза - тетракалциев алуминоферит - 5-15%
Чрез промяна на процентния състав на тези фази и въвеждане на допълнителни компоненти е възможно да се произведе цимент, чийто състав и свойства ще отговарят най-добре на конкретната ситуация по време на строителството.
Видове цимент
Портланд шлаковият цимент се получава чрез добавяне на гранулирана шлака, страничен продукт от топенето на желязо в доменни пещи, към портландциментовия клинкер. Използването на шлака намалява разходите, а съставът на цимента, произведен по тази технология, дава на конструкциите, направени на негова основа, повишена устойчивост на въздействието на вода с богат минерален състав, например морска вода.
Бързо втвърдяващият цимент е с преобладаване на алитова и алуминатна фаза в клинкера и се отличава с особено фино смилане - всичко това ускорява развитието на якост.
Сулфатоустойчивият портланд цимент се използва за хидравлични конструкции, чиито подводни части са постоянно изложени на вещества, които причиняват сулфатна корозия. От какво се състои циментът, предназначен за такива критични конструкции? В клинкерните суровини наличието на трикалциев алуминат и белит е сведено до минимум.
Портланд циментът с намалено генериране на топлина по време на развитието на якостта е необходим за производството на конструкции с голяма маса и обем, когато топлината, генерирана от екзотермичната реакция на втвърдяване, може да доведе до образуване на пукнатини. Съставът на този цимент е подобен на сулфатоустойчивия цимент.
Бял цимент
Продуктите, изработени от бял цимент, имат повишени естетически качества. Наличието на железен оксид и манганов оксид в суровината придава на готовия прах характерен сиво-зелен цвят, съответно съставът на белия цимент предполага минимално присъствие на такива соли и използването на леки, каолинови класове глина за суровината.
Има много повече видове циментови свързващи вещества, които имат специални качества: хидрофобни, алуминиеви, водоустойчиви разширяващи се, опън, пластифицирани, пясъчни и др.
Състав и сила
Най-важният показател за качеството на цимента е силата на продуктите, направени на негова основа. GOST е установил необходимите показатели, които са обозначени със специални маркировки. Числото показва якостта на огъване и натиск при лабораторни тестове на стандартни проби, чиято устойчивост на натоварвания също се влияе от състава на цимента. M400 означава, че пробите са издържали на натоварване от 400 kg/cm² (или 40 MPa).
Изследванията показват, че минерален съставсуровината е най-важният фактор, влияещ върху якостта на циментовите разтвори и бетона. Правилен подборкомпоненти ви позволява да намерите желаната пропорция между скоростта на увеличаване на силата и крайната стойност на съпротивлението на натоварване, което само се увеличава с времето. Съставът на цимент M500 ви позволява да създавате греди и плочи, които могат да издържат на огромни натоварвания.
Днес светът произвежда огромно количество цимент с различни качества. Изборът на суровини за него често се определя икономически фактори, и при правилното отношениеПреди началото на строителството трябва да знаете от какво се състои циментът, който ще използвате, за да направите правилния избор и да сте уверени в здравината и издръжливостта на бъдещия дом.
При изграждане на промишлени обекти, строителство на жилищни сгради, довършителни и ремонтни дейности, различни строителни смеси. Те включват цимент, който е свързващо вещество. Той има уникални характеристики и въпреки появата на нови строителни материали, няма аналози досега. Трудно е да се каже всичко за цимента в кратка статия. В същото време ще се опитаме да предоставим подробна информация за състава, свойствата, сортовете и технологията на производство.
Какво е цимент
Мнозина са чували думата "цимент". Дефиницията на този термин може да бъде намерена в специализирани източници. Циментът, незаменим в строителната индустрия, е сухо прахообразно вещество от неорганичен произход. Произвежда се чрез високотемпературно изпичане на варо-глинена смес, съдържаща тези компоненти в определени пропорции. Полученият строителен материал има специални експлоатационни характеристики.
Когато се добави вода, тя променя свойствата си:
- става вискозен (пастообразна консистенция);
- придобива тъмносив оттенък;
- бързо придобива твърдост във въздушна и влажна среда;
- се превръща в камък с изкуствен произход.
Всеки, който е използвал цимент, многократно е бил убеден, че това е доста издръжлив строителен материал. Изкуственият монолит не е по-нисък по твърдост от естествения камък.
Трудно е да си представим област на строителство, където няма да се използва циментСтроителният материал има древна история. В източниците липсва надеждна информация за цимента. Не е известно кой го е измислил пръв. Историците също се затрудняват да дадат категоричен отговор на въпроса къде е изобретен циментът. В резултат на разкопки и научни изследвания древният цимент е многократно изследван. Кога е изобретен? Учените са се опитали да отговорят на този въпрос. Те заключили, че материалът се е появил много преди нашата ера. Това се потвърждава от проби, намерени в различни страни. Те съдържаха гипс, вар и дори вулканична пепел.
Методите за производство на цимент са се променили през хилядолетията. Свързващите вещества с намалена якост постепенно губят своята актуалност. Те бяха заменени от клинкер, получен чрез изпичане, както и специални модифициращи компоненти.
Съединение
Пълната химическа формула на строителния материал е доста сложна. Съдържа следните вещества:
- калциев оксид в количество 67%;
- силициев диоксид в обем 22%;
- алуминиеви оксиди около 5%;
- железен оксид, чието съдържание е 3%;
- модифициращи компоненти – не повече от 3%.
Основата на строителния материал са следните съставки:
- клинкер от глина и варовик. Якостните свойства зависят от качеството на клинкера. Клинкерът е основният компонент, произведен чрез нагряване на смес от вар и глина в ротационна пещ. По време на изпичането суровините, съдържащи глина, и варовиковите материали се топят, за да образуват гранули, наситени със силициев диоксид. След това клинкерът се отгрява отново и се раздробява до прахообразно състояние;
Досега все още не са намерени аналози на този строителен материал, което показва уникални свойствацимент - компоненти от минерален произход. Въвеждането на специални добавки разширява обхвата на приложение, увеличава експлоатационни характеристики, дава необходими свойства. Добавят се гранулирани шлаки, натрошени шистови материали, пуцоланови съставки и натрошена вар. IN нормативни документи x, регулиращ състава на строителните материали, има информация за съдържанието на различни химикали в минералните компоненти;
- специални добавки и спомагателни компоненти, съдържащи калциев сулфат. Добавянето на тези съставки не влияе върху скоростта на абсорбиране на влага и продължителността на използване на работната смес. Промяната на концентрацията на калциев сулфат, който е част от модификаторите, ви позволява да регулирате продължителността на процеса на хидратация в необходимите граници. За да направите това, се добавя гипс на прах.
В допълнение към посочените основни компоненти се въвеждат специални добавки за повишаване на стабилността. циментов съставвисоки температури, излагане на киселини, основи и агресивни среди. Добавките също повишават устойчивостта на влага, подобряват адхезията към стоманената армировка и също така влияят на мобилността циментов разтвор.
В суха форма е свободно течаща хомогенна маса сиво Основни характеристики
Използването на цимент е свързано с неговите свойства. Настоящият стандарт регламентира следните характеристики:
- якостни свойства. Те варират за циментови състави от различни марки. Якостта се определя по лабораторен метод чрез пресоване на еталонна проба от замразената смес. Контролът на якостта в съответствие с изискванията на регулаторния документ се извършва на три етапа: след два дни, както и една и четири седмици след изливането. Стойността на параметъра се измерва в мегапаскали. Стойността на цифровата якост съответства на марката на циментовия състав;
- продължителност на настройката. Параметърът характеризира периода от време, през който се променят пластичните характеристики на циментовата смес. Правилно приготвеният разтвор започва да се втвърдява няколко часа след изливането в горещия сезон. IN есенен периодПроцесът на хидратация може да отнеме 8-10 часа. Времето за настройка рязко се увеличава при нулева температура и може да бъде 15–20 часа. Въвеждането на добавки ви позволява да регулирате скоростта на настройка;
- устойчивост на отрицателни температури. Тази характеристика се нарича устойчивост на замръзване. Той характеризира способността на втвърдената циментова маса да издържа на дълбоко замразяване с по-нататъшно размразяване в продължение на много цикли. В същото време трябва да се запази целостта на масива и якостните характеристики. Причината за разрушаването е увеличаването на обема на водата, насищаща порите. Въвеждането на добавки повишава прага на устойчивост на замръзване;
- плътност. Параметърът характеризира масата на прахообразно вещество в един кубичен метър материал. Прясно приготвеният циментов състав има най-нисък специфично тегло. За дълго време складово съхранениематериалът се уплътнява и се уплътнява по време на транспортиране. В същото време плътността се увеличава. Характеристиките зависят от размера на натрошения клинкер. Средната стойност е 1,3 t/m3.
След втвърдяването на цимента се образува здрава връзка, която не отстъпва по плътност на камъка. Други характеристики включват:
- хигроскопичност. Степента на водопоглъщане е различна при различните марки;
- размер на смилане. Определя се чрез пресяване през сито;
- устойчивост на корозия. Увеличава се чрез въвеждане на специални добавки;
- най-доброто преди среща. Зависи от условията на съхранение и допустимо нивовлажност.
Качеството намалява след дългосрочно съхранение в склад при висока влажност. Когато купувате строителни материали, обърнете внимание на наличието на сертификат за съответствие, който гарантира качеството на продукта.
Видове материал
В строителната индустрия се използват различни видове циментови материали, които се различават по следните параметри:
- състав;
- концентрация на съставките;
- наличието на специални добавки;
- предназначение;
- Имоти.
В допълнение към марката, на опаковката е посочен и процентният състав на добавките Разграничават се следните видове портланд цимент:
- бързо втвърдяване. Съдържа минерални добавки, които намаляват продължителността на развитие на силата. Използва се за ускорено изпълнение на строителни дейности и производство на стоманобетонни конструкции;
- сулфатоустойчиви. Основното предимство е устойчивостта на въздействието на сулфатите, което се постига чрез намаляване на калциевите алуминати в клинкера. Използва се за конструкции, работещи във влажна или агресивна среда;
- хидрофобен. Съдържа повърхностноактивни вещества, които значително намаляват хигроскопичността. Резултатът от въвеждането на добавки е повишена мобилност и лекота на инсталиране на разтвора. Материалът запазва свойствата си при висока влажност;
- бяло. Лесно се разграничава от другите циментови състави. Има светлосив цвят и не съдържа титанови оксиди, железни и манганови соли. Използва се за довършителни дейности;
- цвят. Съдържа специални пигменти от органичен и неорганичен произход, добавени към клинкерния материал преди смилане. За довършителни дейности се използват цветни съединения, например жълт цимент;
- пуцолан. Устойчив на сулфати, бързо се втвърдява при повишени температури. Автоклавната обработка значително повишава якостните характеристики. Проектиран за използване в почва, както и във влажна среда;
- фугиране. Произвежда се изключително за запечатване на кладенци в газови и нефтени разработки. Осигурява надеждна изолация от подпочвените води и е устойчива на налягане и температура. Набира сила за начална фазазакаляване.
Циментът е суха смес, която се използва специално за приготвяне на бетонов разтвор На базата на вар, шлака и глина се произвеждат следните циментови състави:
- шлака Бавно набира сила. Използва се в хидротехническата индустрия и пристанищното строителство;
- шлакова вар. Различава се при бавно втвърдяване. Използва се за мазилка и зидария;
- алуминиев. Отнася се за огнеупорни материали. Той е устойчив на корозия и също е водоустойчив.
Когато избирате материал за конкретна работа, вземете предвид предназначението на строителния материал и характеристиките на неговата работа.
Как се произвежда цимент - технология на производство
Производственият процес включва извършването на следните операции:
- Разработване на залежи от варовик, гипс и глина.
- Смилане на добитите материали.
- Сушене на натрошената суровинна маса.
- Получаване на варовиково-глинести утайки.
- Изпичане на суровини за производство на клинкерни гранули.
- Натрошаване на клинкер до прахообразна консистенция.
- Дозиране и смесване на компонентите.
Циментът е широко използван материал, който се използва за всички видове работи, свързани с ремонт, реставрация и строителство. Използвани различна технология, различаващи се по метода на приготвяне на утайката:
- суха. Сушенето и смилането се извършват в мелница, в която се вкарва нагрят въздух. Готовата фракция има необходимото съдържание на влага;
- мокър. Включва използването на креда. Раздробява се във влажно състояние, след което зарядът се изстрелва и раздробява;
- комбинирани. Комбинира характеристиките на предишните методи в зависимост от оборудването, използвано в технологичния цикъл.
В момента производителите предпочитат сухия метод на производство.
Приложение на цимент
Обхватът на приложение в промишленото и гражданското строителство е доста широк:
- производство на стоманобетонни изделия:
- изграждане на основи;
- изграждане на стени на сгради;
- извършване на мазилка;
- изливане на замазка;
- производство на плочки.
В допълнение, материалът се използва широко за пътна конструкция, мостово строителство, хидротехническа промишленост.
Характеристики на маркиране
За класификация се използват два метода за маркиране:
- съгласно европейската класификация съгласно GOST 31108-2003 различни видовена цимента се присвоява маркировка CEM с цифров индекс от 1 до 5;
- от държавен стандарт 10178-85, всеки тип циментова композиция има буквен индекс - PC, ShPTs, BC.
Например портландциментът, произведен по европейските стандарти, се обозначава с CEM 1 или CEM 2, в зависимост от вида на добавките. Подобен материал, произведен съгласно националния стандарт, се маркира с PC. Съответно, обозначението на портландския шлаков цимент може да бъде CEM 3 или ShPTs. И двата регулаторни документа вече са в сила, което е удобно за производителите на циментови продукти.
Заключение
След като се запознаете с материала, можете да получите информация за състава, характеристиките, производствените характеристики, етикетирането и свойствата на строителния материал. Сега няма да има въпроси относно думата „цимент“. Какво е това - разбрахме го. Когато купувате, трябва да обърнете внимание на характеристиките и степента на материала според спецификата на извършваната работа. Предоставената информация ще ви помогне да вземете правилното решение.
Трудно е да си представим област на строителство, където няма да се използва цимент. Необходимо е на всички етапи от всеки строителен процес, от полагането на основата до интериорна декорацияпомещения. Досега все още не са открити аналози на този строителен материал, което показва уникалните свойства на цимента.
От какво се прави цимент?
Циментът е натрошен клинкер на прах, в който се въвеждат модифициращи добавки и пълнители. В суха форма е рохкава, хомогенна маса със сив цвят. При разреждане с вода се превръща в паста. свързващо вещество, лесно се нанася върху всякакви грапави повърхности.
След втвърдяване на цимента се образува здрава връзка, която не отстъпва по плътност на камъка. Не е за нищо, че изкуствените камъни са направени от цимент.
Химичен състав и формула
Когато варовикът и глината се нагреят до температура от около 1450 градуса, структурата на тези материали се променя, което води до образуването на клинкерни гранули. Тези гранули се смесват с гипс и се смилат на прах. Химична формула готов циментизглежда така: 67% калциев оксид (CaO), 22% силициев диоксид (SiO2), 5% алуминиев оксид (Al2O3), 3% железен оксид (Fe2O3) и 3% други компоненти.
доста сложно и трудоемко. Изисква специално оборудване и спазване на технологичните норми и условия.
Спецификации
Основен техническа характеристикае марка цимент. Обозначава се с буквата "М" и цифров индикатор. Цифрите показват максималното натоварване в килограми за определен обем втвърден цимент, т.е. неговата якост на натиск.
На практика това означава теглото, което циментът може да издържи, без да се счупи. Например, ако може да издържи тегло от 200 kg, тогава на цимента се присвоява клас M200.
На опаковката освен марката е посочено и процентното съдържание състав на добавките. Обозначава се с буквата "D" и показва от какво се състои този вид цимент. Например, символите "D10" означават, че към сухата смес се добавят 10% добавки.
Такива добавки се въвеждат за подобряване на водоустойчивостта, устойчивостта на корозия, устойчивостта на замръзване и други качества на цимента. Нека разгледаме и други характеристики на цимента, на които трябва да обърнете внимание при извършване на строителни работи.
М400. Якостта му е 400 kg/cm2. Това е най-популярната марка цимент, използвана навсякъде за всички видове строителни и довършителни работи. Това е строителство на сгради, монолитно строителство, производство бетонни плочи, блокове, стълбищни конструкции, основи, стоманобетонни пръстени за кладенци, тротоарни плочии цяла гама от други продукти.
M500.Якостта е 500 kg/cm2. Тази марка цимент се характеризира с бързо втвърдяване и висока якост. Циментът се използва за монолитна конструкциявисоки конструкции, производство на носещи елементи, подови плочи, сглобяеми стоманобетонни конструкции, греди, както и в други случаи, изискващи повишена якост и дълготрайност на конструкциите.
В допълнение към марките, класовете, видовете и степени на смилане, те се различават по комбинация от отделни компоненти и състав.
Според GOST.Производството на общи строителни цименти трябва да се основава на изискванията на GOST 31108-2003. Стандартът регулира съотношението на необходимите компоненти в състава на сухата смес и технологията за производство на цимент. Това не включва съединения със специално предназначение.
Дейност.Това е якостта на натиск на единична проба циментова замазка. Експертите сравняват получените показатели за активност със стандартите и определят подходящата степен на цимента. Индикаторът за активност зависи от няколко фактора: активността на клинкерните гранули, интензивността на смилане и наличието на добавки. Например, активните добавки значително ще повишат активността на самия цимент.
Приложение на автоматичен измервател на активността на цимента CEMENT-PROGNOZ:
Плътност.Най-ниската плътност се регистрира в прясно приготвен цимент. Неговите отделни частици се въздействат от електростатични сили, които отблъскват частиците от техните събратя. След това, по време на транспортиране и съхранение, сместа се уплътнява и уплътнява.
Плътността също зависи от степента на смилане на клинкерните гранули. При извършване на изчисления средната плътност на цимента се приема 1300 кг на кубичен метър. Но на практика плътността зависи от условията на съхранение на материала.
Специфично и обемно тегло.Специфичното тегло на цимента се определя от съотношението на теглото му към обема, който заема. Тази концепция е необходима за правилно изготвянепропорции на циментови разтвори. Специфичното тегло на цимента може да варира значително в зависимост от състоянието на сместа. Така пресният прах може да има специфично тегло около 1000 кг/куб, а уплътнената смес - 1500 кг/куб.
Обемно теглоизчислено въз основа на средната плътност на цимента. Средно аритметичноплътността е приблизително 1300 кг/куб. Следователно торба с тегло 50 кг ще има около 0,04 кубически метра. Обемното тегло се увеличава, когато циментът се уплътнява или транспортира.
Най-доброто преди среща.Циментът има ограничен срок на годност. Производителите гарантират неговата безопасност при нормални условия за 2 месеца. Ако осигурите херметични условия за съхранение, циментът може да издържи една година без проблеми.
Трябва да се има предвид, че колкото по-висок е класът на съхранявания цимент, толкова по-бързо той може да загуби някои от свойствата си. Така циментът M500, след като е бил в склад с висока влажност, след месец ще съответства на качеството на цимент M400, а след 2 месеца - M300.
Обемна плътност.Това е съотношението на масата на насипния цимент към неговия обем. Тоест, това е практически същото като специфичното тегло, ако вземете насипна смес. Определя се емпирично. Циментът се излива в мерителен съд от определена височина. След напълване на контейнера се извършва претегляне. Като се знае теглото на празния контейнер, се определя стойността на обемната плътност. За пресни смеси тази цифра е около 1200 kg/cu. При спечения цимент обемна плътностравно на около 1500 кг/куб.м.
Време за замразяване.Приготвеният циментов разтвор се свързва и втвърдява след няколко часа. През лятото този процес може да се случи за 2-3 часа. При студено време процесът на втвърдяване отнема до 10 часа. Така че, при температура от 0 градуса, разтворът може да се втвърди само след 20 часа. Добавките, въведени в разтвора, могат да ускорят или забавят процеса на втвърдяване.
С помощта на цимент се полага основата, стените се шпакловат, а подът се замазва. Всяка от тези операции изисква, които във всеки случай трябва да бъдат добре подготвени.
Финост на смилане.как по-малък размернатрошени циментови частици, толкова по-бързо разтворът се втвърдява и толкова по-надежден ще бъде в замръзнало състояние. Финото смилане зависи пряко от оборудването, използвано за това. Препоръчителният размер на частиците трябва да бъде между 40 и 80 микрона.
Сертификат за съответствие
Сертифицирането на цимент в Русия се извършва съгласно GOST 10178-85, 30515 97, но по-често според GOST 31108-2003. Всички големи руски предприятия вече са преминали към новия ГОСТ 31108-2003, който беше приет през 2004 г. Той определя по-строги критерии за качеството на цимента, както и неговото изпитване. Новите изисквания отговарят изцяло на европейските стандарти за качество.
Каква е разликата между цимент и бетон?
Циментът е суха смес, която се използва специално за приготвяне на бетонов разтвор. Бетонът е втвърден изкуствен камък, състоящ се от цимент, вода и пълнители. Чакъл, пясък, отсевки, шлака, експандирана глина и други материали обикновено се използват като пълнители. До втвърдяването си бетонът е подвижна бетонова смес.
Не само в строителството и ремонтна дейност. Ако трябва да направите нещо солидно и здраво, не можете без цимент.
Клас на якост на цимента и методи за изпитване на якост
Съгласно GOST 31108-2003 терминът „клас цимент“ е трансформиран в термина „клас на якост“. Следователно цифровата маркировка на цимента означава неговия клас на якост.
Изпитванията за якост на цимента се извършват в заводски лабораторни условия с помощта на модерно оборудване и съвременни методи за анализ. В същото време се определят фиността на смилане, дебелината на циментовата паста, разредена с вода, и времето за втвърдяване на циментовия разтвор. Определя се също якостта на натиск или огъване на закалените проби.
Определяне на нормалната плътност на циментовата паста във виртуална лаборатория: