88889.ru

Отделка плиткой и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Материалы для производства цемента

Материалы для производства цемента

как делают цемент на заводе технология производства качественного цемента как выглядит клинкер для производства цемента

Сразу ответим на вопрос – можно ли сделать цемент своими руками? Имея необходимое оборудование и исходные материалы – получить цемент в домашних условиях можно. На данный момент времени в Российской Федерации большим спросом пользуются мини-заводы по производству цемента, мощностью порядка 120 000 тонн цемента в год. Производить же цемент для единичной стройки экономически невыгодно. Проще и дешевле купить этот необходимый строительный материал на заводе или в магазине.

Состав цемента

Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4·2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Специфика производства

Изготовление цемента предусматривает выполнение следующих производственных стадий:

  • добычу сырья, содержащего гипс, глину, известняк;
  • дробление добытого известняка, обеспечение требуемой влажности полученного продукта;
  • измельчение известняковой массы, смешивание с глиной. Соотношение известняка и глины изменяется в зависимости от особенностей используемого сырья, ориентировочно соответствует пропорции 3:1. Результат – получение комбинированного, сухого или мокрого шлама;
  • обжиг сырьевой массы при температуре до 1,5 тысячи градусов Цельсия, при котором происходит спекание шлама. Состав при этом превращается в гранулированную фракцию, называемую клинкером;
  • измельчение до порошкообразной фракции клинкера с использованием специальных мельниц;
  • дозирование и смешивание ингредиентов согласно марке будущего цемента. Процесс смешивания предусматривает введение до 5% гипса и специальных минеральных добавок.

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

  • Мокрый способ.
  • Сухой способ.
  • Комбинированный метод.

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

циклы производства цемента

циклы производства цемента

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

химический состав цемента где и как производят цемент как и где производят цемент мокрый метод производства цемента

Мокрый способ производства цемента

Схема изготовления цемента мокрым методом представлена на рисунке ниже.

Производство начинается с извлечения из карьеров твердого известняка, который впоследствии дробится на куски различного размера. Затем куски измельчаются в дробильных агрегатах, пока размеры частей известняка не будут превышать 8-10 мм.

Затем на мини-завод транспортируют глину из карьера и обрабатывают ее в вальцевых дробилках до той степени, пока размер кусочков будет достигать от 0 до 100 мм.

Далее измельченную смесь отмачивают в болтушках. В результате получается шлам из глины, влажность которого составляет до 70 %.

Затем он поступает в мельницу, где происходит процесс смешивания и размалывания с известняковой массой.

После этого шлам влажностью около 40 % направляется в вертикальный бассейн, в котором выполняется окончательный процесс корректировки. Эта операция имеет исключительное значение, так как на этом этапе обеспечивается химическая формула состава произведенного шлама.

Только после того как шлам пройдет контроль качества, он допускается к последующим этапам. Далее цементная масса транспортируется из вертикального оборудования (бассейна) в горизонтальный, в котором происходит хранение смеси перед поступлением в печь обжига. В горизонтальном бассейне сырьевая масса постоянно помешивается механическим путем с применением сжатого воздуха. Благодаря этому шлам не выпадает в осадок и полностью гомогенизируется. Если в процессе изготовления цемента применяются сырьевые компоненты, что имеют неизменный химический состав, то корректировка химического состава шлама осуществляется в горизонтальном бассейне.

Затем шлам направляется в печь для обжига, в которой он превращается в клинкер. Полученная клинкерная основа цемента поступает в промышленный холодильник для охлаждения. После этого клинкер подвергается дроблению и подается в бункеры мельниц. Там клинкерная масса повторно измельчается.

Если для процесса обжига шлама используется твердое топливо, то возникает необходимость в строительстве дополнительного помещения для хранения и подготовки угля. Когда в производственном процессе применяется жидкое или газообразное топливо, то схема обжига клинкерной смеси имеет упрощенный вид.

В завершение цемент перенаправляется из бункеров мельниц в специальные помещения для хранения. На этом производственном этапе лаборанты осуществляют контроль качества продукции и определяют марку цемента. Только после этого продукция направляется в упаковочные аппараты.

Как делают белый цемент

Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.

Читайте так же:
Доставка цемента по трубам

Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).

В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).

Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.

Виды цемента

В зависимости от того, из чего сделан цемент, материал различается по группам. Каждый вид обладает особыми техническими характеристиками.


Сегодня производится множество видов цемента
На основании материала изготовления выделяют группы:

  • известковый;
  • мергелистый;
  • глинистый. Рекомендуется внесение вспомогательных компонентов цемента, боксита и шлака для повышения водонепроницаемости, огне- и морозоустойчивости.

Преимущественно производство цемента включает соединения карбона и глины, но в отдельных видах выполняется внесение искусственных веществ (шлаков, отходов металлургии и химического производства) и естественных компонентов (глинозема).

Цемент делят на следующие виды:

  • портландцемент. Отличается высокой скоростью затвердевания, включает 10–15 % минеральных веществ. В основу портландцемента закладывается гипс и клинкер, которые проходят обжиг при температуре 1500 °С. Его активно используют в современном строительстве благодаря способности создавать монолитные конструкции при смешивании с водой;
  • шлакопортландцемент. В составе присутствуют те же компоненты, а также доменные шлаки;
  • гидравлический;
  • напрягающий – быстро схватывается и застывает;
  • тампонажный. Применяется для создания бетонных конструкций в сфере газо- и нефтедобычи;
  • декоративный, отличается белым цветом;
  • сульфатостойкий. Главные отличия сводятся к низкой скорости застывания и высокой устойчивости к минусовым температурам.


Различают портландцемент и шлакопортландцемент

Материалы для производства цемента

Сырьевыми материалами в производстве цемента служат в основном глинистые и карбонатные породы, а также иное природное сырье и некоторые типы промышленных отходов, шлаков и т.п.

Карбонатные породы — это известняк, известняк-ракушечник, мел, мергелистый известняк, мергель, метаморфические либо осадочные горные породы доломитового, карбонатно-глинистого и известнякового состава. Качество и ценность таких пород в качестве сырья для создания цемента определяется их структурой и физическими свойствами. Породы с кристаллической структурой хуже, по сравнению с породами аморфной структуры, взаимодействуют с другими элементами смеси при обжиге.

  • Мел – легко растирающаяся мягкая осадочная горная порода, вид мажущего известняка. Он легко измельчается и является популярным сырьем для создания цемента.
  • Мергель — осадочная порода, переходная от известняковых к глинистым. Может иметь твердую или рыхлую структуру, различную плотность и влажность в зависимости от процентной доли глинистых примесей. Строительные растворы на основе мергеля активно применяются при устройстве печей, каминов и т.п.
  • Из известняков для производства цемента предпочтительны пористые и мергелистые виды с небольшим порогом прочности на сжатие и без содержания кремниевых включений.
  • Из глинистых пород в производстве цемента применяют: суглинок, глину, лесс, глинистый сланец, а также лессовидные суглинки.

Глины, горные осадочные породы, состоят из разного рода минералов, при увлажнении приобретают пластичность и разбухают. В сухом способе производства цемента связующая способность и пластичность глины дает возможность гранулирования муки и брикетирования. Суглинком называется глина, в которой содержится высокое количество пылеватых и песчаных частиц.

Глинистые сланцы представляют собой плотные и твердые горные породы, способные легко расслаиваться на пластинки небольшой толщины. Относительно глины глинистые сланцы имеют более постоянный состав и меньшую влажность.

Лессом называется тонкозернистая горная порода, рыхлая и пористая, состоящая из тончайших частиц глинистых материалов, полевого шпата, кварца и иных силикатов. Лесс не отличается высокой пластичностью. Лессовидный суглинок – материал, по своим свойствам являющийся переходным между суглинком и лессом.

Кроме основного сырья в процессе производства активно используются различные виды корректирующих добавок в цемент, позволяющих изменить некоторые свойства конечного продукта. Это могут быть глиноземистые, кремнеземистые, глиносодержащие добавки, а также плавиковый шпат в качестве минерализаторов (кремнефтористый натрий, гипс, апатит, фосфогипс, флюорит)

Хотелось бы отметить, что сырьевой состав, как при сухом, так и при мокром способе производства цемента, может меняться в зависимости от местоположения цементного завода, от доступности того или иного вида сырья, от возможностей оборудования, спроса на те или иные виды продукции в этом регионе и многого-многого другого

Хим. добавки для производства цемента

Цемент – это популярный, один из главных стройматериалов, являющийся искусственным минеральным гидравлическим веществом неорганической природы, имеющий вяжущие свойства. Контактируя с водой, водными растворами солей и прочими жидкими средами, формирует массу с пластичными характеристиками, которая в дальнейшем становится твердой и трансформируется в камневидный материал. Главнейшее предназначение цемента – применение в качестве компонента бетона и стройрастворов. С его помощью создают бетон и укрепленные арматурой сооружения, фундаменты и балочные конструкции в многоэтажных строениях.

Выступая гидравлическим вяжущим, он обладает такой особенностью, как получение прочностных качеств во влажных условиях. В этом состоит его принципиальное отличие от прочих минеральных вяжущих, например, от гипса и воздушной извести, затвердение которых происходит исключительно в воздушной среде.

Из чего производят цемент? Основной компонент, составляющий данный материал – клинкер. Именно он сказывается на свойствах и крепости. Также используют хим. добавки для производства цемента. Согласно стандартам изготовления, активных минеральных добавок в его структуре может пребывать около 15 %. Их влияние в таком объеме на главные качества и тех. характеристики небольшое. Повысив объем добавок до 20 %, можно изменить свойства цемента, который в таком случае уже будет являться пуццолановым цементом.

Читайте так же:
Можно ли перемешать гипс с цементом

Главным образом, в состав могут входить соединения глины и карбонатов, в некоторых случаях – искусственные сырьевые компоненты (отходы, шлаки) или естественные субстанции, как например, остатки оксида алюминия.

Рассыпное состояние материала характеризуется объемным весом 900-1300 кг/м 3 , более плотное – до 2000 кг/ м 3 .

Изготовление цементов с добавками и без регламентируют соответствующие стандарты.

Состав напрямую отображается на свойствах данного стройматериала. Среди основных:

мех. прочность. По прочностным характеристикам цементы бывают четырех типов: 400, 500, 550 и 600. Этот показатель обуславливает устойчивость к разрушению под влиянием определенных факторов;

время застывания. Важнейшее свойство, влияющее на процесс укладки цемента. При нормальной густоте и работе с ровными поверхностями материал должен равномерно менять объем в процессе высыхания. В ином случае чрезмерное напряжение может негативно отобразиться на состоянии покрытия, привести к его преждевременному разрушению. Чтобы определить, как будет меняться объем, можно провести предшествующее укладке тестирование (кипячение застывших цементных лепешек);

зернистость помола. Данный показатель влияет на скорость, с которой происходит высыхание, а также на прочность сооружения. Чем измельченнее материал, тем более крепким и лучшим он является. В наибольшей степени эти преимущества проявляются на начальном этапе твердения. Зернистость, как правило, составляет 3000-3200 кг/м 3 , а определяет ее удельная поверхность компонентов, находящихся в 1 кг цемента;

плотность. Определяется размером воды при затворении, применяемым при приготовлении смеси. То есть, сколько воды необходимо, чтобы укладка была нормальной, а высыхание происходило, как полагается. Уменьшить водорасход и увеличить цементопластичность позволяют пластификаторы как органические, так и неорганические;

устойчивость к низким температурам, то есть возможность противостоять кратковременной заморозке воды, повышающей параметры на 8-9 %. Важность данного показателя объясняется тем, что в замороженном состоянии происходит давление воды на цементопокрытие, приводящее, в свой черед, к нарушениям структуры и постепенному разрушению;

сцепление с арматурой. Должно быть надежным во избежание сдвига арматуры в цементе. Это главный фактор, который обеспечивает совместное функционирование арматуры и цемента, дает возможность работать под нагрузкой, использовать конструкцию в качестве цельного монолита;

выделение тепла. Когда цемент застывает, происходит тепловыделение. Застывание должно происходить медленно и постепенно, чтобы покрытие было равномерным и по всему его периметру не образовывались трещины и расколы. Чтобы достичь оптимальных объемов и скорости выделения тепла (уменьшить эти показатели), можно задействовать спец. минералогические составы.

Виды цемента

На сегодняшний день промышленность предлагает различные виды данного строительного материала.

Зависимо от сырья, цемент может быть известковым, мергелистым и глинистым со шлаком и бокситом. Последний вид примечателен водонепроницаемостью, морозо- и огнестойкостью. Еще по вещественному составу существует разделение на чистоклинкерные (бездобавочные) цементы и те, в состав которых входят минеральные добавки. По назначению – на общестроительные и специальные. Общестроительные, в свою очередь, по скорости затвердевания делятся на те, которые твердеют нормально, и те, которые быстро. По срокам схватывания цементы бывают медленно-, нормально- и быстросхватывающимися.

Если брать за основу разделения главный минерал, можно выделить следующие виды:

— романцемент. Здесь преобладает белит. В наши дни такой цемент практически не изготавливают;

— портландцемент. Основа – алит. Самый популярный вид в современном строительстве;

— глиноземистый Ц. Доминирует алюминатная фаза;

— магнезиальный Ц. Связующее, которое именуют также цементом Сореля. Производится, в основном, из магнезита. Затворение происходит при помощи водных солевых растворов;

— кислотоупорный Ц. В основе – гидратированный силикат натрия. Совокупность белый песок + кремнефтористый натрий, затворяемая водным раствором жидкого стекла.

По технологии изготовления цементы бывают сухими и мокрыми. Отдельно можно выделить биоцемент, отличие которого состоит в применяемых производственных технологиях, а именно биотехнологиях.

Если брать за основу такую характеристику, как прочность, существуют различные марки цемента: от М200 до М600. Шаг может составлять 50 или 100. О чем говорят эти числа? О том, в сколько раз проявляется крепость при стискивании: в 100-600 кг/см² (10-60 МПа). Обозначения М200, М300, М400, М500 и М600 гарантируют, что заявленная прочность при сдавливании будет не меньше этих величин.

Марка цемента влияет на его применение и стоимость. Так, М600, благодаря высокопрочности, имеет наибольшую цену. Его еще называют военным или фортификационным, ведь, зачастую, используют при возведении сооружений оборонного значения (бункеров, шахтных пусковых установок и т.д.).

Кроме марок, которые обуславливает крепость, выделяют и прочностные классы. В чем их отличие? В том, что выведение прочности происходит не усредненно, а с 95 %-ной точностью (когда 95 проб из 100 отвечают сообщенному классу). Классы обозначаются числами от 30 до 60 (крепость при сдавливании в МПа). Отдельной группой стоят цементы без нормирования прочности на сжатие.

Также не стоит забывать о цементе для стройрастворов (малоклинкерном композиционном), предназначение которого – кладка и штукатурка. Чтобы его создать, измельчают не только портландцементный клинкер и активные минеральные добавки, но и наполняющие компоненты.

Портландцемент и шлакопортландцемент – в чем разница между этими двумя материалами? В том, что первый оперативнее твердеет, а минеральных добавок в его составе находится 10-15 %. Главные компоненты (клинкер и гипс) обжигают при t 1500 °C. Без него сегодня практически не обходится строительная отрасль. А основное достоинство выглядит, как возможность трансформироваться в твердую камнеглыбу, в том числе, при контакте с водной средой.

Кроме этих двух видов, отдельно выделяют цемент, затвердевающий в воде, напрягающий (оперативно поддается схватыванию и высыханию), тампонажный (подходит для создания газовых и нефтяных скважин), декоративный (белого цвета) и сульфатоустойчивый (твердеет более медленно, однако обладает высокой стойкостью к низким температурам).

Читайте так же:
Виды цемента для фиксации металлокерамики

Как делают цемент

Весь производственный процесс можно условно разделить на два объемных технологических процесса: получение клинкера (требует больших затрат труда и энергии), помол клинкера совместно с определенными добавками. Сырье для создания клинкера добывают в спец. разработанных карьерах.

Клинкер – это результат обжига сырьевых компонентов (известняк, глина, рухляк, доменный шлак, нефелиновый шлам и др.), взятых в нужном соотношении, в ходе которого формируются силикаты кальция, алюмоферритная и алюминатная фазы. Печь для обжига выглядит как вращающийся цилиндр из металла, который, к тому же, наклонен под нужным углом, обеспечивающим перемещение материала вдоль печи. В ней происходят сложные физ.-хим. процессы. Условно печь можно разделить на несколько зон, в которых осуществляются такие технологические этапы, как подогрев, декарбонизация, экзотермические реакции, спекание и охлаждение.

После обжига клинкер охлаждают в холодильных камерах, измельчают и подают, используя транспортеры, в бункеры мельниц для дальнейшего помола, в частности, и вместе с минеральными добавками. Уже из мельниц полученный материал перемещают в специально отведенные для хранения места.

Для многоэтапного контроля качества, соблюдения правильных дозировок компонентов и тестирования конечного продукта на прочность на предприятиях оборудуют лаборатории.

Для транспортировки используют ж/д вагоны или автотранспорт. Перевозка может осуществляться насыпью, в контейнерах массой до 1 т или в бумажных мешках, к примеру, по 50 кг.

Минеральные добавки для цемента

Роль минеральных добавок, выступающих заменой части клинкера, заключается в присвоении цементу особых рабочих и эксплуатационных свойств: скорость твердения массы, стойкость к воздействию природных вод, морозоустойчивость и др. Также они призваны минимизировать расход энерго- и материалоресурсов.

Активными минеральными добавками могут выступать искусственные и неорганические природные вещества, имеющие гидравлические и/или пуццолонические свойства. Их тонко измельчают, а после смешивают с гипсом и гашеной строительной известью. Данная смесь уникальна в своем роде, она после воздушного твердения может дальше твердеть под водой.

Среди популярных минеральных добавок можно выделить:

— осадочные (опоки, трепелы, диатомиты);

— вулканические (трассы, пемзы, туфы, пеплы);

— искусственные (кремнеземистые отходы, углистые/глинистые сланцы, зола и зола-унос, шлаки).

Их задействование дает возможность получать пуццолановый портландцемент, который содержит в своем составе до 30 % осадочных веществ и до 40 % вулканических. Его тонкость помола и периоды схватывания такие же, как у классического портландцемента. В самом начале твердения прочность увеличивается медленно. Однако пуццолановый состав более стойкий к влаге, что объясняется гидратацией клинкерных компонентов и взаимодействием минеральной добавки с гидратом кальциевого оксида, формирующегося при отверждении клинкера.

Химические добавки для разных цементных смесей

Хим. добавки позволяют производить различные виды цемента с разными характеристиками.

Так, 5 %-ный алюминий оксид используют для создания сульфатостойких портландцементов (СПЦ), а также всех цементов, основой которых служит глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер. Оксид алюминия выступает ускорителем схватывания и твердения. Среди иных интенсификаторов: поташ, сульфат натрия, нитрат кальция, хлорид кальция. Используя ускорители схватывания, необходимо учитывать, что возможна некоторая потеря итоговой прочности.

Важная добавка для создания кислотоупорных цементов, имеющих в своем составе наполнители – натрий кремнефтористый. Это ускоритель твердения, влияющий в дальнейшем на прочность материала, его жаро- и термостойкость, водо- и кислотоупорность. Но нельзя переусердствовать с внесением данного вещества, ведь его чрезмерное введение может привести к уменьшению механической прочности материала, потере водоустойчивости и слишком быстрому схватыванию, сильно затрудняющему рабочий процесс. Оптимальный объем – 4-6 % от веса наполнителя.

Чтобы создавать жаростойкие цементы, можно использовать такую добавку, как стекло жидкое натриевое. Она также ускоряет твердение, в больших количествах позволяет достигать высокой гидроизоляции. Однако существует очень тонкая грань между большими и чрезмерными объемами, которые, как и в случае с иными интенсификаторами, могут в итоге привести к потере прочности. За этим следует очень внимательно наблюдать.

Не стоит забывать и о противоморозных добавках, позволяющих работать с цементами при низких температурах. Яркий пример – хлорид кальция, который, к тому же, ускоряет схватывание и твердение в обычных условиях, а также помогает реанимировать лежалые цементы. Как вариант, в качестве противоморозной добавки можно использовать поташ, мочевину, нитрат натрия или нитрат кальция. Последнее вещество действует на материал в комплексе, позволяет не только выполнять работы в морозы, но и ускорять набор прочности, препятствовать образованию трещин, замедлять коррозию арматуры, получать качественные поверхности.

В цементной отрасли имеют место и суперпластификаторы – синтетические вещества, используемые в размере 0,1-1,2 % от массы цемента. Им свойственен сильный разжижающий эффект, время действия которого ограничивается сроком 2-3 часа с момента добавления. Самый распространенный суперпластификатор – сульфат натрия.

Очевидно, что минеральные, как и хим. добавки для производства цемента имеют большое значение в данной отрасли. Они не только влияют на сам материал, но и обуславливают свойства, характеристики и долговечность возведенных с его применением конструкций. Поэтому к их выбору и использованию важно отнестись со всей ответственностью.

Остались вопросы по данной теме? Не можете самостоятельно определиться с той или иной добавкой для конкретного вида цемента или выполнения ею какой-либо задачи в смеси? Обращайтесь! Наши специалисты с радостью помогут вам в этом!

Белый портландцемент

Это продукт тонкого измельчения маложелезисто­го клинкера с необходимым количеством гипса при не­
большой добавке диатомита. Клинкер получается в результате обжига до спекания (или плавления) мало — железистой сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в нем силикатов каль­ция. Охлаждается клинкер в определенных условиях, необходимых для его отбеливания. Гипс, активная и инертная минеральные добавки в измельченном состоя­нии должны иметь белизну, не ниже установленной для цемента данного сорта.

Белый портландцемент можно выпускать со стан­дартизованными поверхностно-активными пластифици­рующими и гидрофобизующими добавками (в количе-‘ стве не более 0,5% массы цемента), не снижающими белизну цемента. По степени белизны белый цемент подразделяется на три сорта: I, II, III.

Читайте так же:
Виниловый цемент клей для надувного матраса

Степень белизны цемен­та, определяемая по коэф­фициентам отражения в % абсолютной шкалы, должна быть для первого сорта не менее 80, для второго 75 и третьего не менее 68; мине­ральных добавок — инерт­ных 80 и активных — 75.

Белый портландцемент выпускается марок 400 и 500 и должен удовлетворять всем другим требова­ниям, регламентированным стандартом на портланд­цемент (ГОСТ 965—78). Очень важно, чтобы белый цемент был однородным по белизне и относился к одному сорту (в пределах каждой партии).

Разработанная С. С. Череповским и О. К. Алеши­ной [156] технология производства белого цемента характеризуется следующими отличительными особен­ностями: исходные сырьевые компоненты должны со-‘ держать минимальное количество красящих оксидов железа, марганца, титана и др. Нужно исключить за­грязнение сырья, полуфабриката, готовой продукции на всех технологических переделах. Клинкер обжига­ется на беззольном топливе. Несмотря на указанные меры по выходе из печи он все же имеет зеленоватый оттенок. Поэтому, чтобы придать ему высокую степень белизны, его после обжига подвергают специальной обработке — отбеливанию. Удельная поверхность бе­лого цемента должна быть больше, чем у обычного
портландцемента, так как при этом достигается боль­шая равномерность и Степень белизны.

Опробование отбеливания проводилось вначале по’ способу хлорирования, предложенному И. Я. Слободя — пиком. В сырьевую шихту вводились добавки хлори­стых солей, аммония, кальция и натрия. В результате взаимодействия с оксидами железа образуется треххлор — ное железо, возгоняющееся при высоких температурах обжига и легко удаляющееся с отходящими газами. Этот метод эффективен при мокром способе производ­ства и высоком содержании оксида железа. В 1937 г. С. С. Череповским и О. К. Алешиной был предложен способ отбеливания в слабовосстановительной бескис­лородной газовой среде при 1373—1473 К, в которой при небольшой концентрации оксида углерода, благо­даря разности парциальных давлений кислорода, про­исходит диссоциация оксида железа до Fe304 и частич­ное восстановление оксида марганца. В результате клинкер приобретает высокую степень белизны. Для реализации этого способа потребовались специальные отбеливающие холодильники. Были рекомендованы обычные барабанные холидильники, оборудованные необходимыми уплотняющими устройствами для пре­дупреждения подсоса воздуха.

Необходимый для отбеливания слабовосстанови­тельный газ заданного состава (содержание кислорода менее 0,2% и оксида углерода более 5%) получают путем сжигания генераторного газа в специальной камере сжигания, откуда он подается в герметически закрытый с выгрузочного конца отбеливающий холо­дильник. Клинкер из обреза печи непосредственно поступает в отбеливающий холодильник, где охлажда­ется до температуры не выше 473 К во избежание окисления.

Положительные результаты, как показали исследо­вания А. П. Зубсхина [50], получаются при обжиге клинкера в слабовосстановительной среде с последую­щим водяным отбеливанием. А. Н. Грачьян выявил эффективность двухступенчатого способа отбеливания. Клинкер на выходе из зоны спекания в течение 1 — 2 мин при 1673—1273 К охлаждается в конвертирован­ном газе, затем направляется в водяную ванну. Конвер­тированный газ получают в результате взаимодействия при 1173—1273 К природного газа с водяным паром.

Реакция протекает по следующей схеме: СН4 + Н20 = СО + 3 Н2.

Оксид углерода и водород в момент образования обладают высокой активностью и оказывают сильное восстановительное действие на оксиды железа и мар­ганца. Этим исследователям удалось добиться повы­шения белизны при водяном отбеливании в омагни — ченной воде, а также в растворах слабой концентра­ции соляной, серной и других кислот. Полагают, что при газовом или быстром водяном отбеливании мало­железистого клинкера повышение степени белизны является результатом снижения валентности оксидов железа, изменения координации красящих оксидов и соотношения алюминатных и силикатных фаз. Под действием фторидов высокоглиноземистый алюмофер­рит кальция приобретает метастабильность, что спо­собствует образованию бесцветных кристаллов алюми­натов кальция.

Сырьевые материалы для производства белого портландцемента — известняки и глинисто-песчаные породы с крайне ограниченным содержанием указан­ных красящих оксидов. По данным НИИЦемента, из­вестняки по этому показателю подразделяются на два класса — А и Б; максимальное допустимое содержание в известняке оксида железа — 0,15% для класса А и 0,25%—для класса Б; соответственно содержание оксидов марганца в расчете на оксид марганца (II) — 0,015% и 0,03%. Требования к глинистому компонен­ту сырьевой шихты следующие (табл. 26).

Указанные значения обычно корректируются при­менительно к физико-химической характеристике

Белый цемент — что это такое?

белый цемент

Белая разновидность портландцемента доступна человеку уже более сотни лет. Характерная черта этого материала – эстетические и декоративные особенности. Первые виды цемента выпускались низкого качества, но в наши дни технологии совершенствуются, появляется новое оборудование. Все это «возродило» белый цемент, который, к тому же, стал более качественным. Теперь, помимо декоративной составляющей, материал имеет неплохие технические свойства, а именно – способен выдерживать высокие нагрузки, что повлияло на его распространение.

белый цемент

Рисунок 1. Белый цемент

Где применяется белый цемент

Белый цемент находит широкое применение. Он встречается чуть ли не в каждом сооружении, а иногда его использование становится единственным решением. Сферы применения:

  • из него изготавливают разнообразные строительные элементы. Нередко цемент, имеющий белый цвет, применяется для отделки фасадов. Он делает строящиеся сооружения долговечнее и выразительнее;
  • благодаря неплохим техническим характеристикам материал пользуется спросом для работ как снаружи, так и внутри зданий. Дело в том, что цвет белого бетона не меняется спустя годы эксплуатации, несмотря на агрессивные воздействия различных атмосферных явлений;
  • белый цемент популярен среди архитекторов и производителей цементной продукции, так как дает возможность воплотить в реальность интересные задумки. Так, меняются формы, наполнители, цвет. Затвердевшую поверхность также обрабатывают разными способами;
  • из него производят готовую штукатурку, растворы, сухие смеси и материалы для заполнения швов;
  • разрабатывают элементы парковой и садовой мебели, художественные изделия;
  • из белого цемента делают напольные материалы, например, цветную тротуарную плитку;
  • применим, если необходимо отреставрировать историческую реликвию.

Важно! Широкий спектр применения объясняется как техническими характеристиками материала, так и его визуальной привлекательностью – белизной. Для сохранения белесого оттенка не требуются дополнительные защитные мероприятия.

Достоинства и недостатки

применение белого цемента

Рисунок 2. Применение белого цемента

Читайте так же:
Бергауф изи боден цемент

По сравнению с серыми разновидностями, белый цемент имеет массу положительных свойств, которые только расширяют сферу применения:

  • быстро твердеет. Спустя 16 часов после заливки, материал набирает 60% прочности. Серому цементу для этого требуется, как минимум, от 3 до 4 недель. Благодаря быстрому твердению бетона строители выигрывают массу времени;
  • высокий показатель дисперсности, защищающий продукцию от негативных атмосферных воздействий. Цвет цемента останется прежним, даже если материал долгое время будет находиться под снегом, дождем, солнечными лучами. Естественные факторы разрушения также проявляются куда позже, нежели у классических бетонов;
  • в сравнении с серым цементом, белый имеет вдвое большую стойкость к образованию трещин. Дело в том, что изготавливается материал из высококачественного клинкера с меньшим добавлением примесей;
  • экологически безопасен. Сырье для производства то, которое встречается в естественных условиях;
  • привлекательный внешний вид. Поверхности белого цвета легче сочетать с отделкой, да и выглядят они ярче, нежели будучи серыми.

Если добавить в замес природные пигменты, можно окрасить изделие в другой цвет. Варианты добавок и какой они дают цвет: железный сурик – красный, охра – желтый, кобальт – голубой, карбонат марганца – черный.

Один из существенных минусов белого цемента, который еще называют декоративным – высокая цена (дороже серого практически на 25%). Также смесям, как готовым, так и сухим, необходима защита от посторонних включений. То есть нельзя готовить цемент, пользуясь грязными, с ржавчиной, инструментами. Усложняются и работы по армированию – прутки должны быть защищены от образования ржавчины.

Из-за дороговизны и сложности в работе, в России на 100 мешков серого цемента полагается 1 – 2 мешка белого. Однако, технологии строительных и отделочных работ не стоят на месте, а именно они подталкивают сферу к новым тенденциям и решениям.

применение белого цемента

Рисунок 2. Строения из белого цемента

Технология изготовления

Для того, чтобы получить белый цемент, нужно измельчить маложелезистый белый клинкер, минеральные гипсовые добавки и включить в состав цветные пигменты. В качестве сырья используются следующие материалы: известняк, глина, песок (в них должно быть малое содержание титана, железа и марганца).

Отжигается сырье на беззольном топливе, то есть на мазуте или газу. Чтобы упростить эту процедуру, в смесь вводится минерализатор в виде плавикового шпата или кремнефтористого натрия. Белые цементы отличаются степенью белизны. Этот параметр зависит от особенностей применяемого в производстве клинкера.

Сперва состав обжигают при температуре в +1200 градусов Цельсия, далее, чтобы готовый раствор получился прочным, его охлаждают до +200 градусов. Задействуя особые мельницы, можно добиться мелкого помола клинкера – 4500 см 2 /г (для серой разновидности этот параметр равен 3500 см 2 /г).

В зависимости от степени влажности сырья, пользуются двумя разными способами производства такого материала, как белый цемент:

  • сухой. Применяется, если сырье имеет низкую степень влажности. В специальных шахтных печах компоненты перемалываются, просушиваются и смешиваются. Полученный клинкер обжигают при температуре +800 градусов;
  • мокрый. В этой схеме твердые компоненты дробят специальными мельницами, мягкие – в болтушках, с добавлением воды. Далее влажное сырье сушат, размалывают и замешивают с другими компонентами, по аналогии с сухим методом.

Важно! Готовый материал отличается степенью белизны и по этому показателю делится на три класса. При желании, можно усилить декоративный эффект – в цемент добавляют красители и мраморную крошку.

Марки белого цемента

Марка, обозначаемая буквой «М», характеризует прочность цемента. Доступны такие марки:

  • М400 – из всех возможных, обладает наименьшей прочностью, дает усадку и имеет низкую сульфатостойкость;
  • М500 – прочный и морозостойкий раствор с низкой деформацией;
  • белый цемент класса М600 – морозостойкий, быстро твердеет и практически не «усаживается»;
  • М700 – современная и инновационная разновидность, своеобразный европейский стандарт.

В отделочных и строительных работах наиболее востребованы марки М500 и 600.

Советы профессионалов по применению

Чтобы достичь наилучших результатов, необходимо знать основные правила работы с белыми цементами:

  • готовя сырья своими руками, следует убедиться, что емкости и рабочие инструменты чистые (не покрытые грязью, пылью, ржавчиной). То же самое касается и бетономешалки;
  • замешивают и увлажняют раствор пользуясь только чистой водой;
  • если возводимая конструкция укрепляется стальной арматурой, ее дополнительно защищают бетоном, слоем в 30 мм. Если пренебречь этим, то белая поверхность может со временем «украситься» ржавыми подтеками;
  • в качестве отбеливающей добавки иногда пользуются диоксидом титана. Правда, не стоит им перебарщивать – достаточно не больше 1% от всей массы;
  • при приготовлении выбирают мелкофракционный заполнитель, обязательно белого цвета, размерами до 2 мм. Илистых частиц или мелкозема в нем быть не должно. Если используется кварцевый песок, то без содержания сульфидных минералов;
  • выбирая пластификатор, также следует ориентироваться на цвет. Если в основе белила цинк – лучше предпочесть иной вариант.

Соблюдая вышеперечисленные правила, можно быть уверенным, что в итоге получится экологически чистый и красивый материал белого цвета, который пригодится в работах по отделке и строительству.

Заключение

В статье разобрались, что такое в общем понимании белый цемент и чем он отличается от разновидности серого цвета. Главной особенностью материала стала его декоративность, а современное оборудование позволяет «подтянуть» эксплуатационные параметры, что и сделало его таким востребованным. Что до производителей, лучше предпочесть растворы европейских компаний, с оптимальным сочетанием цена-качество.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector