Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Содержание
  1. Реферат: Новая технология производства клинкера. Новые цементы
  2. Производство цемента и состав цементного клинкера
  3. Из чего делают цемент: химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)
  4. История цемента
  5. Из чего делают цемент: состав и основное сырье
  6. Карбонатные породы
  7. Глинистые породы
  8. Корректирующие добавки
  9. Как делают цемент: 3 главных способа
  10. Сухой способ производства
  11. Мокрая технология производства
  12. Комбинированная технология изготовления
  13. Бесклинкерный способ производства
  14. Производство цемента на заводах
  15. Оборудование для производства цемента
  16. Как сделать цемент в домашних условиях
  17. Как делают белый цемент
  18. Как правильно приготовить цементный раствор
  19. В заключение
  20. Технология производства цемента: способы, сырье
  21. Основные способы производства цемента
  22. Способы получения цемента подразделяются на три основных группы:
  23. Мокрый способ
  24. Сухой способ
  25. Комбинированный
  26. Бесклинкерный способ производства
  27. Оборудование для производства цемента
  28. Из чего состоит производственная линия?
  29. Изготовление качественного цемента в домашних условиях
  30. Порядок выполнения работ
  31. Журнал «ВРЕМЯ ИННОВАЦИЙ» | ИННОВАЦИОННАЯ НАНОТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТА

Реферат: Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Предлагаемая запатентованная технология позволяет цементным заводам получить существенный экономический эффект и дополнительную прибыль, повысить объём производства продукции и, одновременно, совершить принципиальный технологический прорыв в стабилизации производства и качестве производимого портландцемента.

Технология гарантирует следующие ключевые преимущества при производстве клинкера, портландцемента и бетона:

Получение портландцементного клинкера с повышенным до 85% содержанием алита и отсутствием маргинальных фаз, таких как C12 A7, C2 F, CF (где F часто FeO), которые типичны для пере- и недожжённых клинкеров, а для последних — также щелочных производных этих фаз;

Повышение толерантности технологического процесса и качества продукции к отклонениям химического состава сырьевой смеси и режима обжига клинкера;

Получение прямого экономического эффекта от снижения производственных затрат;

Значительное снижение карбонатизации новообразований в бетонах;

Сокращение расходов на тепловлажностную обработку бетонов в 2 раза и более;

Повышение всех качественных характеристик бетонов и радикальное повышение долговечности бетона.

Особенности технологии и получаемые технологические эффекты

Технология предусматривает введение добавки — промотора клинкерообразования в цементную сырьевую смесь в количестве 0,3 — 1% (в пересчете на массу клинкера) перед её поступлением во вращающуюся клинкерообжигательную печь. Промотор — это тонко-дисперсный сухой компонент, существенно ускоряющий минералообразование в обжигаемом материале и особенно — кристаллизацию алита (С3 S) в клинкере в зоне спекания печи.

Портландцементный клинкер, получаемый по указанной технологии, авторы назвали промотированным, или, сокращённо, проклинкером , а портландцемент на основе проклинкера — процементом . Проклинкер характеризуется узким гранулометрическим составом: 3 — 7 мм.

Технология промотирования клинкерообразования позволяет одновременно обеспечить ряд эффектов, представленных в следующей таблице.

№ п/пНаименование эффектаЕдиница измеренияВеличина
1Повышение содержания алита (С3 S) в проклинкере%, до72 — 85
2Повышение производительности клинкерообжигательных печей%, на7 — 15
3Снижение удельного расхода топлива на обжиг проклинкера%, на5 — 12
4Снижение оборота пыли в клинкерообжигательных печах%, на30 — 50
5Улучшение качества обмазки в зоне спекания печей и соответ-твенное увеличение срока службы огнеупорной футеровкизначительно улучшается
6Снижение содержания соединений щелочных металлов (в пересчете на R2 O = Na2 O + 0,658K2 O) в проклинкере%, на0,2 — 0,3
7Повышение размолоспособности проклинкера и производительности цементных мельниц%, на15 — 50
8Повышение прочности цемента, изготовленного на основе проклинкера при повышении производительности цементных мельниц по сравнению с контрольным режимом на 15%:МПа, на
— ранней, т.е. в двухсуточном возрасте5 — 10
— марочной, т.е. в 28-суточном возрасте4 — 8

При промотировании ускоряется на 10 — 15% движение обжигаемого материала по длине печи. Это сужает его сегмент в поперечных сечениях печи и облегчает его прогрев факелом горения топлива. Примерно двукратное ускорение кристаллизации алита вызывает концентрированное выделение теплоты его кристаллизации в зоне спекания.

Эта дополнительная эмиссия высокотемпературного тепла со значительным избытком перекрывает рост затрат низкотемпературного тепла на декарбонизацию большего количества СаСО3 в сырьевой смеси с повышенным значением коэффициента насыщения известью (КН).

Указанный избыток обуславливает одновременный рост производительности печи.

Технология промотирования клинкерообразования позволяет также повысить толерантность технологического процесса и качества продукции к отклонениям химического состава сырьевой смеси и режима обжига клинкера. Пример 1.

При внезапном повышении коэффициента насыщения (КН) сырьевой смеси известью на 0,03 при обычном режиме неизбежны: повышение расхода топлива, рост свободной извести и выпуск трудно- или неперерабатываемого брака.

В режиме промотирования такой прирост КН не вызывает указанных недостатков благодаря оперативному повышению ввода промотора. Пример 2. Прирост содержания FeO в клинкере на 0,4-0,5% при обычном режиме вызывает снижение ранней прочности цемента на 20% и марочной прочности — на 10%.

В режиме промотирования такое нарушение состава клинкера невозможно. Пример 3. Клинкерное пыление при обычном режиме вызывает снижение прочностных показателей цемента на 5 — 10 МПа (при правильном отборе средних проб). В режиме промотирования клинкерное пыление не возникает.

Технологические требования к внедрению

Для внедрения технологии на каждой печи требуется установить: расходный бункер для промотора объёмом на 1 сутки; весовой дозатор непрерывного действия с верхним пределом дозирования до 1 т/ч и управляющим устройством на месте и на пульте машиниста; при мокром способе — смеситель промотора со шламом; эжекторную форсунку с поддувом сжатым воздухом на тракте возврата пыли в печь с горячего конца. Возврат пыли с холодного конца прекращается. При сухом способе роль смесителя промотора с сырьевой мукой или её компонентом выполняет одна из сырьевых мельниц. Кроме того, первая камера цементной мельницы для помола проклинкера загружается более мелким шаром.

В первый год реально организовать внедрение технологии промотирования на 4 — 5 цемзаводах после специального предварительного анализа сырьевых материалов и изучения подготовленности технического состояния процесса производства.

Основные экономические показатели технологии

Прямой экономический эффект для цементного завода образуется от снижения удельного расхода топлива на обжиг проклинкера с экономией газа (или мазута) до 10-12%, т.е. на сегодня примерно 45 руб./т.

Повышение активности прокликера по сравнению с обычным позволяет увеличить ввод граншлака или других активных минеральных добавок в шлакопортландцемент на 10% и более без снижения прочности, что означает возможность получения дополнительного чистого экономического эффекта, составляющего до 80 руб./т.

Прямой экономический эффект для потребителя возникает от снижения расхода процемента до 40% в равнопрочных бетонах (по сравнению с обычным цементом) и от ускорения его твердения (снижения сроков тепловлажностной обработки до 50% это в настоящее время по стоимости примерно равно 5 7% цены цемента). Благодаря столь значительному сокращению сроков тепловлажностной обработки соответственно повышается производительность технологических линий по производству сборного железобетона, а также сроки сдачи монолитных зданий и сооружений под рабочие нагрузки.

Эти факторы объективно позволяют обосновать повышение цены на процемент с учётом равновесного распределения экономической выгоды между цементным заводом и потребителем как минимум, на 20 % (сегодня это примерно 400 руб./т).

При этом, потребитель дополнительно получает существенное и объективное улучшение качества процемента: рост скорости и степени гидратации процемента в бетонах, рост показателей морозостойкости, водонепроницаемости и снижение усадочных деформаций бетонов. (Эти явления связаны с повышенным выходом гидросиликатов кальция в продуктах гидратации процемента в бетонах и полным отсутствием их карбонатизации, в том числе отсутствием соответствующего карбоната кальция в их структуре.)

Помимо небольших затрат на начальные мероприятия, дополнительные расходы связаны с затратами на промoтор, вводимый в сырьевую смесь, и составляют 12 — 24 руб./т клинкера.

Таким образом, для цементного завода чистый экономический эффект составит около 12 €/т цемента (для цемента без минеральных добавок при нынешнем уровне цен на цемент и топливо). Одновременно, производительность технологической линии, в среднем, повышается на 10-12% , что означает рост сбыта и дохода завода на указанную величину.

Отметим, что при единственном реально осуществимом сегодня варианте перевода технологических линий цемзаводов с длинными печами мокрого способа на сухой (с сохранением существующих печей и переходом к сухому помолу сырьевых смесей) достигается прирост производительности печей на 10% [Бернштейн Л.Г. Доклад на 3-их Научных чтениях по цементу «Современный цементный завод», Москва, 21 — 23 ноября 2006 г.]. Этот прирост соответствует получаемому по технологии промотирования со 100-кратно меньшими предварительными затратами на эту технологию при дополнительно достигаемом улучшении качества цемента и строительно-технических свойств бетона. Промотирование эффективно и для сухого способа производства цемента и, если оно освоено, его целесообразно сохранять после перевода технологических линий с мокрого способа на сухой.

Необходимые пояснения

Технология применялась в длительных испытаниях (от 3 до 9 месяцев подряд) на цементных заводах и доказала получение всех вышеописанных эффектов.

В её нынешнем виде технология сложилась несколько лет назад.

Однако, процессы передела собственности в цементной промышленности и перехода заводов из рук в руки создали условия, когда вопрос о качестве цементов отсутствовал в принципе; именно поэтому даже в местах успешных её проверок применение предлагаемой технологии не было в то время продолжено.

В настоящее время, после окончания периода перераспределения крупной собственности в цементной промышленности, можно ожидать большего внимания со стороны стратегически мыслящих производителей цемента к качеству выпускаемой продукции.

В последние годы, проводя технологические работы на предприятиях по производству сборного железобетона Москвы, мы наблюдаем резкое снижение однородности и, временами, скорости твердения цементов. Вследствие этих и иных причин растёт желание производителей сборного и монолитного бетона и железобетона применять улучшенные цементы, вплоть до стремления строить собственные цементные заводы.

С другой стороны, понимая большую коммерческую ценность технологии, авторы не распространяли ни технологию, ни информацию о ней. И только теперь в РФ вызрели условия для соблюдения законодательства в сфере защиты авторских прав.

Исходя из указанного, мы допускаем возможность реализации своей интеллектуальной собственности посредством коммерческого использования этой технологии. Настоящая информация является первой открытой, авторизованной в печатной форме.

Первое открытое устное сообщение о новой технологии сделано в докладе на 3-х Научных чтениях по цементу «Современный цементный завод», Москва, Центр Международной Торговли, 21 — 23 ноября 2006 г., входящих в программу «Международный Цементный Форум». Авторы доклада: Б.Э. Юдович, С.А. Зубехин, И.А. Миропольский («ИнТехСтром»).

Его опубликование намечено на ноябрь 2007 г. в официальном издании Форума — cборнике докладов 3-х Научных чтений под названием «Технические требования к процессу производства цемента, гарантирующие высокий уровень его строительно-технических свойств».

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-405102.html

Производство цемента и состав цементного клинкера

Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Состав цементного клинкера который получается от производства цементного камня по новой технологии. Способы схем процесса производства цемента из клинкера.

Романцемент — получают путем обжига известняков, содержащих глинистых не менее 25% при температуре 1000-1200 градусов по Цельсию. Применение: производство бетонов низких марок, стеновые панели, блоки.

Портландцемент — после обжига известняков, мергелей и глинистых примесей получают цементный клинкер. Клинкер смешивают с добавками (ракушечник, доменный шлак).

Способы производства портландцемента

1. Мокрый — компоненты измельчают и смешивают в присутствии воды, полученную суспензию (шлам) обжигают.

2. Сухой — все тоже самое, только в сухом состоянии.

Минералогический состав цементного клинкера

Трехкальциевый силикат (алит) является активным минералом. Быстро твердеет и набирает прочность, сопровождается значительным тепловыделением.

Двухкальциевый силикат (белит) в начальный период твердеет медленно.

Трехкальциевый алюминат — низкая стойкость против серно-кислых соединений.

Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет медленнее алита, но быстрее белита. Прочность ниже алита.

Применение портландцемента

Приготовление растворов невысоких марок для кладочных и штукатурных работ, бетонные изделия.

Виды портландцемента

Глиноземистый — быстро твердеет. Получают путем обжига известняков и бокситов (богаты глиноземом). Процесс твердения сопровождается большим тепловыделением.

Свойства: сульфатостойкий, водонепроницаемый, жаростойкий, в 3-4 раза дороже портландцемента.
Применение: срочные ремонтные работы, аварийные работы, бетонные работы в зимних условиях, производство жаростойких бетонов.

Водонепроницаемый расширяющийся портландцемент получают путем тщательного измельчения глиноземистого цемента, гипса и гидроалюминатов кальция. При взаимодействии двух последних происходит образование гидросульфатоалюминатов кальция. Твердение сопровождается увеличением объема.
Применение: создание гидроизоляционных покрытий, заделка стыков и трещин железобетонных конструкций.

Быстротвердеющий портландцемент характеризуется быстрым нарастанием прочности.
Применение: возведение монолитных сооружений, приготовление высокопрочных бетонов.

Шлакопортландцемент жаро-, водо- и сульфатостойкий. Процесс твердения медленный.
Применение: изготовление железобетонных конструкций для работы в горячих цехах, гидротехнические сооружения.

Пуццолановый портландцемент твердеет медленно, требует систематического увлажнения.Свойства: водостойкий, сульфатостойкий, не морозостойкий.

Применение: бетонные и ж/б конструкции.

Пластифицированный позволяет снизить водопотребление бетонных смесей и расход цемента на 5-8%.
Применение: дорожные бетоны, аэродромное и гидротехническое строительство.

Гидрофобный по своим свойствам похож на пластифицированный. Применение тоже.

Белый и цветной портландцемент. Белый изготавливают из сырья в котором мало окрашивающих оксидов (чистый известняк). Цветной — в которых много (охра, железный сурик).
Применение: облицовочные плитки, фактурный слой стеновых панелей, искусственный мрамор.

Сульфатостойкий портландцемент изготавливают из клинкера с другими примесями не более 7%.

Производство цемента

Цемент — это один из самых востребованных строительных материалов на рынке. Однако, производство готового цемента является затратным как по капитальным вложениям, так и по использованию энергии.

Заводы по его производству обычно расположены вблизи мест добычи основного сырьевого компонента, каковым является известняк.

Сам цемент используется в строительстве, как в чистом виде, так и в качестве основы для изготовления незаменимых материалов (бетона и железобетона).

Производство цемента начинается с добычи клинкера. Затем клинкер измельчают и получают вещество в виде порошка, в которое добавляют гипсовый компонент и другое. Расходы на добычу клинкера — большая доля затрат в себестоимости цемента. В итоге такая статья затрат, как добыча сырья, составляет долю в себестоимости готового продукта равную 70%.

Метод, с помощью которого осуществляют добычу и разработку залежей известняка называется «сносом». Используя этот метод, часть горной породы «сносят», освобождая путь к известняку желто-зеленого цвета. Глубина залегания известняка обычно составляет 10 м, толщина пласта равна 70 см. До принятой глубины породу желто-зеленого цвета можно встретить еще примерно четыре раза.

На следующем этапе добытый известняк с помощью ленты для транспортировки отправляется на измельчение. Здесь известняковая порода должна приобрести размер кусков не более 10 см в диаметре. Измельченный до таких размеров известняковый компонент транспортируется на сушку и повторное перемалывание, где к нему добавляются другие составляющие. Затем известняковая смесь обжигается.

Так происходит процесс получения клинкера.

Следующая стадия заключается в обработке клинкера. В первую очередь, клинкер дробят. Одновременно проходит процесс подсушки минеральных компонентов и дробление гипсового камня. Затем все компоненты смешивают и еще раз подвергают перемалыванию.

Поскольку сырье имеет порой разные технические и физические характеристики, то в промышленности существует три метода производства готового продукта. Так, при производстве цемента применяется три способа изготовления готовой смеси: мокрый, сухой и комбинированный.

Цементная смесь, произведенная мокрым способом, сделана на основе карбоната (мела), силикатов (глины) и добавок, содержащих железо. К последним относятся конвертерный шлам, огарки пирита и железистый продукт. При этом глина должна содержать влагу не более 20%, а мел не более 29%.

Все компоненты смеси проходят измельчение в воде, в итоге получается суспензия, влажность которой составляет 30-50%. Суспензия, а вернее шлам, поступает в специальные печи, где проходит обжиг. Печь для обжига имеет весьма внушительные размеры: ее высота составляет 7 м, а длина — 200 м. В процессе обжига из шлама происходит выделение углекислот.

На выходе из печи после обжига получается клинкер, который имеет вид шариков. Эти шарики измельчают и получают готовую цементную смесь.

При сухом способе производства происходит сушка всех сырьевых составляющих цемента, и только затем перемалывание. Таким образом, смесь имеет вид порошка.

При комбинированном способе осуществляется частичное использование двух предыдущих. Таким образом, комбинированный способ производства подразделяется на два вида.

При первом из них смесь сырьевых компонентов готовят по мокрому способу, и только затем влажность смеси снижают с помощью специальных фильтров, она не должна превышать 16-18%. Потом эту массу отправляют на обжиг.

При втором виде для получения смеси используется способ сухого получения первоначальной смеси, а затем в нее добавляют воду. Так получают гранулы, размер которых составляет не более 10-15 мм. Затем эти гранулы отправляют в печь для обжига.

9 872 3 Обновлено 28 июля 2018 в 09:20 : 6 ноября 2014

Источник: https://knep.ru/realt/cement-and-cement-clinker.html

Из чего делают цемент: химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)

Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Цемент – это искусственное порошкообразное вещество, которое выполняет функцию вяжущего при замешивании бетонной смеси.

В сочетании с водой он образует пластичную массу, которая в дальнейшем застывает и становится камневидной. То, из чего состоит цемент, в первую очередь зависит от способа производства.

В общем случае основой служит клинкер в сочетании с минеральными добавками и гипсом.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород.

С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы.

Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Из чего делают цемент: состав и основное сырье

В состав цемента входят следующие компоненты:

  1. Известь (оксид кальция, CaO) – 60%.
  2. Кремниевый диоксид (SiO2) – 20%.
  3. Алюминий (глинозем, Al2O3) – 4%.
  4. Гипс и оксиды железа (Fe2O3) – 2%.
  5. Магния оксид (MgO) – 1%.

Указанное процентное соотношение перечисленных компонентов характерно для наиболее популярного вида цемента – портландцемента. Оно может несколько видоизменяться. Все зависит от технологии производства и класса цементной продукции.

Важно! Существованием различных видов и марок объясняется отсутствие точной химической формулы цемента. Всю важную информацию дают показатели минералогического состава.

Основное, из чего делают цемент – это клинкер. Так называют продукт обжига исходного сырья – известняка и глины, которые берут в пропорции 3:1. Клинкер – это полуфабрикат для получения цемента. После обжига при температуре до 1500 °C клинкер измельчают, в результате чего он оказывается представлен в форме гранул диаметром до 60 мм.

При измельчении в состав клинкера вводят добавки:

  1. Гипс (CaSO42H2O), регулирующий сроки схватывания.
  2. Корректирующие добавки (до 15-20%), улучшающие определенные свойства цемента: пластификаторы, присадки и пр.).

В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. Осадочного происхождения. Это глинистое сырье с минеральной основой, которое при избыточном увлажнении становится пластичным и разбухает, т. е. увеличивается в объеме. особенность материала – вязкость, которой обусловлено его применение при сухом процессе производства.

Советуем изучить подробнее: «Все, что нужно знать о суперпластификаторах, или как уменьшить расход цемента».

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. Глинистый сланец. Из всех видов подобных пород имеет наиболее высокую прочность. При измельчении сланец преобразуется в пластинчатые частицы. В материале мало влаги, его характеризует стабильный гранулометрический состав.

Корректирующие добавки

С целью корректировки в состав цемента вводят специальные минеральные добавки. В первую очередь это модификаторы на базе ископаемых, содержащих:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – добавка-ускоритель, используемая для бетонных смесей, к которым предъявляются требования высокой ранней прочности.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

  1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
  2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
  3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

Сухой способ производства

Как делают цемент по сухой технологии:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. Ее обжигают внутри вращающейся печи, после чего охлаждают и отправляют на склад.

Мокрая технология производства

В отличие от сухого метода изготовления здесь после измельчения компонентов к ним дополнительно добавляют воду. В результате получается не мука, а сырьевой шлам, который и попадает в печь на обжиг, а затем – в холодильник на охлаждение. Уже охлажденные клинкер подвергают измельчению и дополнению добавками.

Комбинированная технология изготовления

Комбинированный способ производства цемента объединяет в себе этапы сухого и мокрого:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. Гранулы проходят обжиг в печи, которая применяется для сухой технологии.

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Советуем изучить подробнее: «Важная величина: как узнать время схватывания бетона».

Обратите внимание: чем меньше фракция помола клинкера, тем выше эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Оборудование для производства цемента

Производства цемента на каждом этапе требует применения специального оборудования. Его делят на следующие категории:

  1. для добычи исходного сырья;
  2. для транспортировки сырья на место производства;
  3. печь для обжига;
  4. шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
  5. станки для фасовки готового цемента.

Как сделать цемент в домашних условиях

Получить цемент можно в домашних условиях, но только если иметь все исходные материалы и необходимое оборудование:

  1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
  2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов домашнего изготовления цемента используются смола и сера. Полученный цемент можно применять для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки. Технология изготовления следующая:

  1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
  2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
  3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
  4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
  5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, поскольку для производства нужны печь для обжига и мельница для размалывания.

В связи с этим в домашних условиях приходится несколько менять рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, водную известь и каменную золу.

Полученный раствор пригоден для заделки мелких трещин, причем использовать его необходимо сразу же после изготовления.

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

  1. минеральные,
  2. гипс,
  3. соли,
  4. известняк и пр.

Исходным сырьем для изготовления белого цемента служат глинистые или карбонатные породы. Главное преимущество вяжущего – его белоснежный цвет, которая повышает декоративные свойства цементной смеси. Из-за этого белый цемент часто еще называют декоративным. В то же время ввиду более сложной технологии производства материал имеет более высокую стоимость.

Как правильно приготовить цементный раствор

Для замешивания цементного раствора необходимо соблюдать пропорции его составляющих. На 1 часть цемента приходится 3 части песка. Вода же добавляется в зависимости от того, насколько пластичный или вязкий нужно получить раствор. Также пропорции выбираются с учетом типа работ и марки цемента. К примеру, для приготовления раствора на стяжку пола пользуются пропорциями из таблицы:

Сначала между собой смешивают сухие фракции, т. е. цемент и песок. Только потом начинают небольшими порциями добавлять воду, постепенно доводя состав до нужной консистенции. В качестве наполнителя можно использовать не только песок, но еще и гравий или щебень.

Обратите внимание: лучше для замешивания раствора использовать осадочную воду, а не водопроводную.

Классы раствора для разных типов работ:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Советуем изучить подробнее: «Что стоит знать при покупке цемента в мешках и как рассчитать количество».

В заключение

В современном мире цемент производится в большом количестве разных видов, что позволяет подобрать вяжущее для любых строительных работ.

За счет применения различных добавок цементу можно придавать определенные свойства и использовать его в различных сложных условиях, например, для конструкций, эксплуатируемых под водой или при низких температурах.

Цемент очень прост в применении, а также может быть приготовлен в домашних условиях, если знать его состав и общую технологию изготовления.

Источник: https://cemmix.ru/clauses/vse-o-tsemente-sostav-raznovidnosti-sposoby-proizv

Технология производства цемента: способы, сырье

Новая технология производства клинкера. Новые цементы

Какими бы шагами не шагал прогресс в различных отраслях производства и технологий, в строительстве лидирующие позиции стабильно принадлежат хорошо всем известному цементу. И хотя производство цемента – процесс трудоемкий, энергоемкий и затратный, окупаемость цементных заводов очень высокая.

Цемент для замешивания раствора

С целью сокращения расходов данные предприятия, как правило, ставятся там же, где добывается сырье.

Основные способы производства цемента

Основой производства цемента является обожженная масса, именуемая «клинкер». Состав клинкера может быть разнообразным, поэтому о нем мы поговорим позже.

Весь технологический процесс производства цемента можно разделить на два основных этапа:

  • получение клинкера – наиболее затратный и трудоемкий процесс;
  • дробление клинкера до получения порошкообразной массы.

Само изготовление клинкера делится еще на четыре этапа:

  • сырье, из чего будет готовиться клинкер, добывается и доставляется к месту переработки;
  • сырье измельчается;
  • подготавливается сырьевая смесь в нужных пропорциях;
  • готовая смесь обжигается под воздействием высоких температур.

к меню ↑

Способы получения цемента подразделяются на три основных группы:

  • мокрый;
  • сухой;
  • комбинированный.

Выбор одного из них зависит от тепловой мощности предприятия и качества сырья.

к меню ↑

Мокрый способ

Главное достоинство такого способа заключается в том, что, из чего бы ни делался клинкер, на сколько бы неоднородное сырье не бралось изначально, мокрый способ позволяет точно подобрать нужный состав шлама.

Схема производства цемента сухим и мокрым способом

Шлам, в данном случае, представляет собой жидковатую киселеобразную массу с содержанием до 40% воды. Его состав корректируют в специальных бассейнах, а затем обжигают во вращающихся печах при температуре выше 1000ºC.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии, однако позволяет изготавливать цемент высшего качества, благодаря отсутствию влияния неоднородности шлама на конечный продукт.

к меню ↑

Сухой способ

Сухой способ требует, чтобы любое сырье обрабатывалось без использования воды. В данном случае глину, известняк и прочие компоненты дробят, затем перемалывают до состояния пыли и смешивают с помощью подачи воздуха в закрытых боксах.

При изготовлении цемента сухим способом, в печи на обжиг попадает уже готовое сырье, не имеющее, к тому же, водяных испарений. Следовательно, после термической обработки, мы получаем готовый цемент, не требующий дробления.

Сухой способ значительно уменьшает затраты времени, тепловой энергии и других ресурсах. Он очень выгоден и эффективен при высокой однородности шлама.

к меню ↑

Комбинированный

В основу производства может быть положен мокрый способ и дополнен сухим, или сухой, дополненный мокрым.

В тех случаях, когда в основе лежит мокрый способ, сырье после смешивания обезвоживают специальными сушилками с фильтрами и отправляют в печь почти сухим. Это позволяет уменьшить затраты тепловой энергии, так как значительно уменьшает испарение в процессе обжига. Если в основе производства клинкера лежит сухой способ, готовую смесь гранулируют с добавлением воды.

Территория цементного завода

В обоих случаях клинкер попадает в печь с влажностью от 10 до 18%.

к меню ↑

Бесклинкерный способ производства

Кроме перечисленных выше традиционных способов, производство цемента может происходить бесклинкерным способом. В данном случае сырье представляет собой доменный или гидравлический шлак, который соединяют с дополнительными компонентами и активаторами. На выходе получается шлако-щелочная смесь, которую дробят и перетирают до нужной консистенции.

Бесклинкерная технология производства цемента обладает следующими положительными качествами:

  • конечный продукт устойчив к любым условиям окружающей среды;
  • значительно сокращаются затраты тепловой энергии и прочие энергозатраты;
  • отходы металлургической промышленности используются как сырье для качественного производства цемента, что положительно влияет на чистоту окружающей среды;
  • дает возможность производить конечный продукт с различными свойствами и в разных цветах без изменения способа производства.

к меню ↑

Оборудование для производства цемента

Поскольку весь процесс производства делится на этапы, которые по своей сути сильно отличаются друг от друга, то и оборудование для получения цемента требуется разнопрофильное. Его можно разделить на следующие подгруппы:

  • техника для добычи и транспортировки сырья;
  • для дробления и складирования;
  • печи для обжига;
  • станки для измельчения и смешивания клинкера;
  • станки для фасовки готового цемента.

Поскольку производство цемента производится разными способами, и сырье используется разное, оборудование на заводах так же может быть разным.

В последнее время большой популярностью пользуются частные мини заводы по производству цемента. Иногда его даже изготавливают в домашних условиях, но об этом мы поговорим позже.

Линия по производству цемента

Все дело в том, что оборудование для таких заводов стоит не очень дорого, устанавливаться они могут на относительно небольших площадях, а окупают себя поразительно быстро.

К тому же сборка, разборка и транспортировка производственной линии не вызывает трудностей. Поэтому устанавливать частный завод можно на любом неперспективном сырьевом месторождении, а, выработав его, перевозить в другое место. Такой вариант освободит производителя от задачи транспортировать сырье, что позволит значительно экономить.

к меню ↑

Из чего состоит производственная линия?

  1. Шнековые дробилки. Предназначены для грубого дробления и измельчения сырья.
  2. Молотковые дробилки.
  3. Грохоты или вибрационное сито. Нужно для просеивания дробленого материала.
  4. Устройство подачи материала на первый этап.
  5. Транспортеры. Выполняют функцию подачи сырья к следующему этапу.
  6. Машина для сортировки.
  7. Молотильная и молотильно-дозировочная машины.
  8. Мельница с жерновами.
  9. Станок для смешивания шлама.
  10. Вращающаяся барабанная печь.
  11. Сушильная установка.
  12. Холодильная установка.
  13. Мельница для клинкера.
  14. Ковшевой элеватор с подающими шнеками.
  15. Весовое и упаковывающее оборудование.

к меню ↑

Изготовление качественного цемента в домашних условиях

В некоторых случаях, когда нужно делать бетонную стяжку, а за цементом ехать далеко, народные умельцы берутся изготавливать цемент в домашних условиях. Отметим сразу, что процесс изготовления цемента в домашних условиях – процесс очень трудоемкий и требует серьезного оборудования и навыков.

Обжиговая печь для производства цемента в домашних условиях

Не надейтесь, что качественный продукт получится у вас с первого раза. До получения настоящего цемента вам придется испортить не один десяток килограммов материала.

Обязательным так же является наличие специального оборудования. Как минимум, вам понадобится дробилка, способная превратить сырье в муку консистенции цемента. А так же доменная печь для обжига при температуре 1400ºC.

Сырье, используемое для изготовления цемента в домашних условиях, может быть разным, как и технология его производства. Для примера рассмотрим изготовление строительного материала на основе смолы и серы.

Конечный продукт, если его правильно изготовить, прекрасно выдерживает перепады температур, влажности и других атмосферных условий.

Производство цемента своими руками

Его можно применять для кладки кирпича и плитки, а так же для цементной стяжки.

к меню ↑

Порядок выполнения работ

  1. Берем килограмм смолы и растапливаем ее в металлической емкости.
  2. В другой огнеупорной емкости растапливаем килограмм серы.
  3. После того, как оба указанных выше компонента будут доведены до жидкого состояния, их нужно соединить и тщательно размешать до однородности.

    Чтобы этот состав не застыл, его лучше постоянно подогревать.

  4. В жидкую смесь смолы и серы добавляем два килограмма песка (песок должен быть просеянным, однородным) и три килограмма свинцового глета (оксида свинца).

  5. Заготовку для клинкера нужно долгое время размешивать при высокой температуре, пока масса не станет абсолютно однородной. Для этого нужно сделать высокотемпературную вращающуюся печь.
  6. После обжига клинкеру нужно дать хорошо отстояться.

Такой цемент, приготовленный в домашних условиях, имеет довольно высокое качество и прочностные характеристики.

Данный продукт ни в коем случае нельзя использовать на влажных поверхностях. Так же поверхность, перед нанесением такого домашнего цемента, нужно промазать олифой.

Источник: http://PoPenobloky.ru/proizvodstvo/texnologiya-cementa.html

Журнал «ВРЕМЯ ИННОВАЦИЙ» | ИННОВАЦИОННАЯ НАНОТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТА

Новая технология производства клинкера. Новые цементы

М.Я.Бикбау, Генеральный директор ОАО « Московский ИМЭТ»

акад.РАЕН, Нью-йоркской академии и др., ,д.х.н.

          Изобретение  портландцемента в начале 18 века и, несколько позднее — железобетона,  позволило человечеству   значительно масштабней преобразовывать лик планеты в современные дороги и плотины, высотные здания  и стадионы  —  более 90 %  зданий и сооружений  во всем мире строятся из бетона,  объем производства которого  уже  превышает   5 млрд. куб. м  ежегодно.

В настоящее время  цементные заводы по всему миру производят практически одинаковый продукт, качество которого определяется марочностью,  включающей  комплекс требований  к  строительно-техническим  свойствам, при этом ключевыми характеристиками  является прочность тестируемых образцов   бетона  на сжатие и изгиб  в 28 суток твердения с различными вариациями по темпу  набора прочности до этого периода.

           Ключевыми  составными частями бетонных смесей являются  в дополнении к портландцементу   кварцевый песок, называемый мелким заполнителем бетона и щебень – крупный заполнитель.

Единственным  видом  беспесчаного бетона является крупнопористый бетон, названный нами КАПСИМЭТ, структуру которого   составляют зерна крупного заполнителя, покрытые  тонкими  оболочками  цементного камня.

Применение в качестве крупного заполнителя  керамзитового гравия  для КАПСИМЭТА позволяет строить  легкие и теплые, негорючие, экологически чистые однослойные стены для  жилья, применение плотного крупного заполнителя позволяет строить по технологии КАПСИМЭТ фильтрующие бетоны и дренирующие бетоны для  дорожного строительства.

         Традиционные бетоны, так же как и все остальные продукты на основе  связующего  —  портландцемента, включают обязательным компонентом  кварцевый песок, играющие роль   не только « мелкого заполнителя», но и реагента, вступающего  в химическую реакцию с продуктами гидратации портландцемента  с образованием на конечной стадии  основных минералов,  обеспечивающих  прочность и долговечность бетонам – гидросиликатов кальция.

          Упрощенный вариант  химической реакции формирования цементного камня, с указанием  начального и конечного состава реагентов:

3 CaO SiO2  + 3  H2O    +   SiO 2   =     2 ( CaO SiO2 H2O)   +     Ca (OH)2

Таким образом, в сформировавшемся бетоне присутствует  два вида гидратных минералов   —  гидросиликаты  кальция и гидрооксид  кальция. Соотношение    масс указанных фаз цементного камня , % масс.   :

гидросиликаты кальция    — 85,3
гидрооксид кальция         — 14,7

         Казалось бы содержание гидроксида кальция невелико ,но именно его присутствие  значительно  ослабляет   строительно-технические свойства цементного камня и прежде всего прочность в связи с пластинчатой, слоевой морфологией   кристаллов  гидроксида  кальция ,по которым обычно проходит разлом материалов  и их склонностью к перекристаллизации при изменении влажности  окружающей среды.

         В этой связи для повышения прочностных  свойств цементного камня было бы желательно отсутствие  в нем гидрооксида кальция  , но еще более эффективный вариант – связывание гидрооксида кальция в более прочный и долговечный гидросиликат кальция , что может происходить по  реакции:

Са (ОН)2  +  SiO2    =    CaO SiO2 H2O

         Такая реакция происходит в разработанных нами малокликерных   наноцементах ,где  она обеспечивается  уровнем  дисперсий  кремнезема   ((от нескольких до десятка  мкм ) сопоставимым  с размерами частиц  цемента  .  В этом случае наблюдается  интенсивный рост прочности цементного камня в бетонах  даже при  рекордно низком  количестве цемента в бетонной смеси (табл.1).

Результаты ,полученные  при испытаниях малоклинкерных цементов  в НИИМосстрое , значительно  превышают  высшие мировые достижения .

К сожалению, новая технология  цемента, прошедшая  сотни подобных успешных  испытаний , в  том числе в США, с разработанной нормативной и научной  базой , принятая к освоению в СССР, когда были получены и эффективно применены в производстве высококачественных бетонов  десятки и сотни тысяч  нового материала,    планировавшаяся к массовому освоению  цементными заводами ,сегодня в России никому не нужна…

          Пустые слова говорятся в стране о энергосбережении, какие там лампочки, когда  доказанные возможности экономии  миллионов тонн топлива  не реализуются в промышленности…

Таблица 1

* —  В качестве исходного портландцемента для получения  СМС-40 (40 % масс. цемента)  и СМС – 90 (90 % масс. цемента) применялся  цемент Мордовского завода :М — 500,Д – 0Н

Основной проблемой предприятий отечественной  цементной промышленности остаются высокие затраты топлива, составляющие по России: на предприятиях сухого способа производства — около 154 кг у.т./т клинкера; мокрого — около 212 кг у.т.

/ т клинкера, а в среднем по заводам России с подавляющим преобладанием мокрого способа (88%) — около 206 кг у.т./т клинкера. Уровень удельных затрат топлива современных цементных предприятий, работающих по сухому способу в Японии, КНР и других странах, составляет  всего  115- 120 кг у.т./т клинкера.

Цементные заводы России продолжают расточительно сжигать природные богатства страны.

В связи с регулярным  в России повышением цен на газ – основное топливо, применяемое сегодня цементными заводами, — трудно представить в перспективе конкурентоспособность предприятий, работающих на газе по мокрому способу, с зарубежными заводами, работающими по сухому способу.

Российский цемент не способен конкурировать с турецким или китайским, прежде всего, в связи с высокой себестоимостью, которая для российских предприятий составила на тонну продукта: в 2006г. – 1300руб.; в 2007г. – 1500 руб. и в 2008г. – 2000 руб.

Рост потребления цемента в России в 2005 – 2007г.г. вызвал, с одной стороны, соответствующее повышение цен на цемент: в 2005г. – на 44%, 2006г. – на 50% и в 2007г. — на 65%. В конце 2007г. цены на цемент в России в 2 раза превысили европейские, что вызвало интерес иностранных производителей к его поставке, которая уже в 2008г. составила 7,5 млн.т.

В то же самое время официальные перспективы развития строительства в стране, доведение объемов ежегодного ввода жилья до 150 – 160 млн.кв.м, декларированные Правительством РФ, предполагают значительные потребности цемента в России:

2010г.

2015г.

2020г.

2025г.

80-90 млн. т

125-127 млн. т

150-162 млн. т

190-206 млн. т

Приведенные данные говорят о том, что для обеспечения строительства в России необходимо ежегодно увеличивать производство цемента как минимум на 6-7 млн. т (т.е. вводить два современных завода).

Для справки: в 2007 году в России произведено 60,7 млн. т цемента, введено 60 млн.кв.м. жилья — около 0,45 кв.м. на одного человека- и построено 495 км автомобильных дорог; за тот же год в КНР произведено 1 млрд. 350 млн. тонн цемента и введено 2 млрд. 170 млн. кв. м. жилья — около 1,5 кв. м. на человека и построено 47000 км автомобильных дорог.

Необходимость радикального увеличения объемов строительства жилья, к которой добавляется не менее острая проблема обеспечения цементом масштабного строительства автомобильных и железных дорог с цементно-бетонными основаниями, делает проблему производства дешевого и качественного цемента неотложной.

Предполагаемое в последние годы проектирование и строительство новых цементных заводов, начатое десятком компаний с наступлением мирового финансового кризиса, отложилось на долгое время, тем более в условиях, когда существующие цементные заводы работают на 70 – 75% своей мощности и нет уверенности в реализации декларированной Правительством востребованности в цементе.

При этом повышение объемов производства цемента Правительство и потенциальные инвесторы связывают со строительством новых цементных заводов, с необходимостью капиталовложений в пределах около 300 долларов США за тонну цемента, что требует для среднего завода производительностью 2 млн. т. в год 600-700 миллионов долларов США и 3-4-х лет на проектирование и строительство.

Одним из эффективных направлений энергосбережения в производстве цемента, получившем распространение во всем мире, является совместный помол цементного клинкера с вводимыми минеральными добавками в виде пуццолановых пород, зол и шлаков.

Так, в США средний объем вводимых минеральных добавок составляет около 40% , в КНР – 35% от массы цемента, что позволяет снизить удельные затраты топлива на тонну цемента  на   30 – 40 кг у.т. на тонну продукта. Близкое содержание энергосберегающих минеральных добавок применяют цементные заводы в Японии, Турции и европейских странах.

Одновременно, ввод минеральных добавок позволяет значительно ,в соответствии с требованиями Киотского Протокола , и снизить массу СО2,  составляющую сегодня в России около 300 кг  на каждую тонну производимого цемента .

С целью реализации энергосбережения  и снижения выбросов  СО2  в 2003г. в России был принят ГОСТ 31108-2003, по которому допускается ввод минеральных добавок до 65% от массы цемента. Однако, возможности  этого  ГОСТа  до последнего времени не использует  ни один наш цементный завод .

В настоящее время структура портландцемента, выпускаемого в России, включает, в среднем, долю минеральных добавок в количестве 11,5% от массы цемента.

При производстве малоклинкерных цементов по предлагаемой технологии механохимической активации возможен ввод в цемент минеральных добавок в значительно больших количествах: от 40-45% масс. до 60-75% масс.

цемента с сохранением высокой марочности цементов — в пределах от 32,5 до 62,5 МПа (по ГОСТ 31108-2003).

  Предлагаемая технология наноцемента позволяет не только расширить объемы производства цемента в России с минимизацией капиталовложений до уровня 40-50  US $  достаточно в короткие сроки, без необходимости строительства комплексных полномерных цементных заводов, но может позволить решить региональные проблемы с дефицитом цемента в труднодоступных  и далеких для транспорта районах   страны, или в районах с затруднительным доступом вследствие перегрузки транспортных магистралей.

Такие  ограничения  по доставке материалоемких грузов  наблюдается в настоящее время  в районах строек, осуществляемых для проведения зимних Олимпийских игр 2014года  в г. Сочи.

В настоящее время поставка цемента осуществляется в районы Олимпийских строек в специальных вагонах – хопрах, требующих приемных участков в виде прирельсовых цементных складов с цементными силосами и соответствующей техники. Существующих на сегодня складов совершенно недостаточно для приёма и хранения необходимых объемов цемента, что сказывается на задержках в своевременных поставках цемента и его использовании для производства бетонов.

         Конкурирующая с автомобильным и железнодороржным транспортом возможность поставки цемента морским путем связана с ограничениями по приемке судов и их выгрузке.

Действующий на юге  России терминал имеет Новороссийский торговый порт с мощностью перевозки 1,3 млн. т в год, но он  весьма загружен.

Не спасает положения и ввод в прошлом году первой очереди цементного терминала в г. Ростове-на-Дону мощностью 0,2 млн.т.

         Нами предлагается для своевременного обеспечения олимпийских игр в Сочи ввозить в регион портландцементный клинкер вместо непосредственно цемента с экономически выгодной переработки его на местах потребления в высококачественный цемент, тем более новая отечественная технология наноцемента, разработанная и реализуемая ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий», позволяет:

— отказаться от использования специальных вагонов — хопров;

— перевозить  цементный клинкер  в биг-бегах и насыпью в любых вагонах и автотранспорте, хранить в обычных складских условиях, с сохранением   качества   годами;

— необходимый объем перевозки клинкера при условии применения технологии наноцемента сокращается по сравнению с цементом в два раза;

— производить помол клинкера на местах потребления с минеральными добавками, например, в виде кварцевого песка, пуццолановых пород, шлака, зол  получая при этом  из одной тонны клинкера две тонны высококачественного цемента, согласно схеме на рис.1.

— исключить необходимость  дорогостоящих перевозок по стране на тысячи км  нерудных материалов – щебня и песка, так как новый цемент позволяет  успешно применять для высококачественных бетонов местное сырье.

Рис.1.Технологическая  схема  производства малоклинкерныхнаноцементов  с  минеральными  добавками

В  качестве   основного  помольного  агрегата   в  разработанной  нами  технологической  схеме  получения  наноцемента  используют производимые промышленностью  трубные   шаровые    мельницы   куда  подаются  все  компоненты  смеси,  включая  портландцементный  клинкер   и   минеральные  добавки,  в   кусковом    виде    с   предварительной  сушкой,  при  необходимости.  При  этом  в   шаровой  мельнице   достигается   не  только  эффективное   измельчение  и  механоактивация  зерен  клинкера  и  частиц  минеральных  добавок,  но  и  нанокапсуляция  частиц  модифицированной  полимерной   оболочкой.

     Для  производства    наноцемента  в  промышленных  условиях  к  помольному  комплексу    с  шаровыми  мельницами  предъявляются  следующие  требования:

— наличие  весовых  дозаторов  непрерывного  дозирования органических  добавок — модификаторов  с  допустимой  погрешностью  не  более  0,1 – 0,25%;

— наличие  дозаторов  для  раздельного  весового  дозирования  клинкера,  гипса  и    минеральных  добавок  перед  их  подачей  в  мельницу;

— работа  должна  осуществляться  в  режиме,  обеспечивающем  максимальную  механоактивацию  вяжущего (мельница, снабженная  высокоэффективным  сепаратором);

— обеспечение  необходимой  загрузки  камер  мельницы   разноразмерными  шарами (последнюю  камеру  желательно  загружать  цильпебсами  различного  размера).

   Основными  особенностями  технологии  процесса  механохимической

активации  при  получении  наноцемента  являются:

— высокая  точность  весовой  дозировки  компонентов;

— достижение  определенного  заданного  гранулометрического  состава  наноцемента,  особенно  клинкерной  части  вяжущего;

— обеспечение  достаточного  времени  для  реализации  процесса  механохимической  активации  и  микрокапсуляции  частиц  вяжущего.

Одним  из  важных  условий  для  получения  наноцемента  заданного качества  является  желательная  минимальная  влажность  исходных  компонентов,  суммарная  величина  которой  не  должна  превышать  3% масс.  Только  при  надлежащем  соблюдении  этих  требований  достигаются  заданные  свойства  наноцемента.

Как отмечалось выше,  в  качестве  клинкерных  добавок  при  производстве  наноцемента  могут  использоваться  существующие в регионе не  только  различные  природные  пуццолановые  породы,  мелкие  кварцевые  пески,  отходы  вскрыши  и т.п.

,  но  и техногенные  отходы:  золы  и  шлаки  различных  производств,  которые,  как  правило,  хранятся  на  открытых  площадках.

Поэтому  основными  требованиями  к  минеральным  добавкам  являются  не  только  высокое  содержание  кремнезема  и   соединений,  но и    минимальная  влажность  исходных  компонентов, суммарная  величина  которых  не  должна  превышать  3% масс. В  этой  связи  разработанная    технологическая  схема  включает  участок  сушки кремнеземистых добавок.

К настоящему времени накоплен значительный опыт работы по новой  технологии России, разработана первичная нормативная база, проведены сертификационные испытания, в частности, в США, Испании и Италии.

Опыт промышленной реализации механохимически активированных наноцементов позволил   начать  освоение  новой технологии   в практике цементной промышленности, на настоящее время  произведено  и успешно применено  более млн   тонн  нового  цемента.

Строительно-технические свойства механохимически активированных цементов позволяют получать на их основе высокопрочные бетоны марок 500–800 и сверхпрочные бетоны до марок 1300–1500, широкий ассортимент железобетонных изделий без применения пропарки, а также быстротвердеющие, водонепроницаемые и другие весьма необходимые в современном строительстве бетоны. Освоено производство и применение высококачественных железобетонных изделий с повышенной долговечностью, что подтверждено двадцатилетним опытом применения новых бетонов в военном, специальном, традиционном  строительстве и благоустройстве.

       Механохимическая обработка цемента позволяет производить разработанные и сертифицированные ОАО «Московский ИМЭТ»  наноцементы под наименованием «Сухие  механоактированные смеси (СМС)» — цементы со сниженным содержанием клинкерной части до 90 % масс, (СМС-90), 75% масс. (СМС-75) и 50% масс. (СМС-50) по ТУ-5735-040-05442286-00 с прекрасными строительно-техническими свойствами  (табл.1) .

 В табл.2 приводятся средние данные   наноцементов  для составов: СМС-90, СМС-75 и СМС-50, включающих химически наиболее инертный материал – кварцевый  песок.

Таблица 1

Основные показатели наноцементов — механохимически активированных сухих смесей (СМС)– портландцемент с кварцевым  песком

Общая схема компоновки оборудования разработанной технологии приводится на рис.2. Конструкция шаровой трубной  мельницы 2,9х11 м предусматривает создание в ней разряжения на выходе продукта максимально до – 1100 Па для увеличения производительности за счет уноса мелкодисперсных частиц смеси.

Производительность мельницы задается подачей компонентов цемента и составила  50 т/час. Аналогичные по габаритам мельницы в России имеют существенно отличную шаровую загрузку, ввиду отсутствия предизмельчения материалов перед подачей в мельницу.

Рис.2 Технологическая линия по производству малоклинкерного наноцемента с минеральными добавками.

Для реализации технологии необходимо создать на площадках ЖБИ, ДСК и других предприятий в районе Сочи региональные помольные цеха мощностью  300-350 тыс. т цемента в год.

С учетом экономии на транспорте цемента возрастающих потребления и стоимости цемента окупаемость капиталовложений в такие цеха составит, в зависимости от объема производства, от двух  до четырех лет.

Наноцементы способны изменить идеологию производства изделий из бетона за счет отказа от пропарки.

Новая технология дает возможность активного вовлечения в производство цемента местных  нерудных материалов : некондиционных щебней и гравия , мелкозернистых песков и  кремнеземистых добавок, как природных пород , так же зол и различных шлаков.

Подобная схема применялась в послевоенные годы прошлого века во Франции, в Европе в настоящее время насчитывается 70 помольных цехов, измельчающих привозной клинкер.

Такой подход широко используется в КНР: клинкер производится на мощных предприятиях, 50-70% его измельчается в цемент непосредственно на цементных заводах, а остальная часть клинкера продаётся на небольшие предприятия, которые перерабатывают его в цемент на своих помольных линиях добавляя местные минеральные добавки.

Одним из выдающихся качеств  наноцементов ,в отличие от обычных , является уже подтвержденная результатами испытаний сегодня (табл.1) их способность не терять качество годами как при хранении в таре ,так и в цементных силосах ( табл.3). Пока это не удалось никому в мире.

Характеристики свежих и длительно хранившихся  наноцементов —  вяжущих низкой водопотребности — производственного выпуска: 1-Здолбуновский цементно-шиферный комбинат, 1989 г.; 2-Белгородский цементный завод, 1992 г.

Разработанные малоклинкерные цементы позволяют радикально повысить качество и долговечность изделий из бетона и железобетона. Так, в частности, они позволяют производить высококачественные панели и плиты для массового строительства жилья и дорог не только с экономией цемента, но и с исключением традиционной пропарки изделий, с одновременным сокращением расхода электроэнергии и тепла.

Размер капиталовложений на ввод одного помольного цеха мощностью 0,5 млн.т в год составит около 20 млн. долларов США, что в 8 — 10 раз ниже стоимости удельных капиталовложений при строительстве новых цементных заводов.

Продажу клинкера цементными заводами России для цехов помола наноцемента, в том числе, например, в районе Сочи можно оформить как государственный заказ, тем более что цементные заводы могут поставлять его на создаваемые помольные цеха в зимнее время, когда спрос на цемент резко падает, а производить цемент впрок заводам невозможно в связи с ограничением сроков хранения цемента 2-мя месяцами и отсутствием емкостей для хранения. Подобную схему реализации  новой технологии  можно эффективно использовать и для труднодоступных районов – Крайнего Севера, Сибири и других  регионов, тем более не имеющих прирельсовых складов для получения цемента.

Отсутствие широкомасштабного освоения технологии наноцемента в России  является ярким примером несостоятельности надежд руководства страны на рыночный механизм освоения инноваций в ее промышленности.

Источник: http://www.time-innov.ru/page/jurnal/2011-1/rubric/6/article/16

Refy-free
Добавить комментарий