Как производится цемент: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Содержание

В MIT придумали, как делать цемент без использования ископаемого топлива: с помощью электричества

0 Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) придумали экологичный способ производства портландцемента. Обычно он изготовляется путем обжига смеси из известняка, глины и песка при высоких температурах (около 1450 °C). Схема, предложенная американскими исследователями, исключает участие ископаемого топлива, и, как следствие, выделение углекислого газа в атмосферу. «Вредные» природный газ и уголь они предлагают заменить электричеством, полученное «зелеными» способами. Цемент при этом не потеряет в качестве, а бонусом станут побочные продукты производства, которые можно будет использовать как топливо или сырье.

Исследование проведено сотрудниками кафедры материаловедения и инженерии MIT при финансовой поддержке Сколковского института науки и технологий.

Итоговая работа опубликована в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Демонстрация электрохимического процесса, протекающего в электролизере

Портландцемент – самый распространенный вид цемента. Ежегодно в мире производится до 4 млрд тонн этого стройматериала, при этом с каждым новым его килограммом в атмосфере появляется дополнительный килограмм CO2.

Вместе с урбанизацией и ростом мирового населения увеличивается и потребность в новых сооружениях. По прогнозам Международного энергетического агентства, на которое ссылается MIT, к 2060 году их число на планете удвоится, а вместе с этим – и спрос на цемент. Повышение объемов производства этого стройматериала, в свою очередь, усугубит климатический кризис.

В методе, предложенном MIT, используется электролизер из двух связанных колб, заполненных водой, и помещенных в них электродов. Под воздействием электрического тока вода расщепляется на водород и кислород, при этом в колбе с «кислородгенерирующим» электродом среда становится кислой, а в колбе с «водородгенерирующим» – основной. Если в этот раствор с плавным изменением pH добавить измельченный известняк, который преимущественно состоит из карбоната кальция (CaCO3), в одной части емкости образуются пузырьки углекислого газа, а в другой – твердые частицы гидроксида кальция (Ca(OH)2) – гашеной извести. Полученный осадок – «заготовка» для портландцемента: из него уже легко выделить оксид кальция (CaO), который в реакции с диоксидом кремния (SiO2) образует алит – основу для этого стройматериала.

Хотя углекислый газ и останется побочным продуктом в этой электрохимической ячейке, в окружающую среду он не попадет: ученые намереваются собирать его, чтобы использовать в нефтяной промышленности, в производстве газированных напитков и сухого льда.

Исследователи поясняют, что CO2, выделяемый обычными цементными заводами, для этих целей не годится, поскольку загрязнен иными соединениями, а очищать его трудоемко и дорого. Водород и кислород, которые также образуются в ходе электрохимической реакции, авторы предлагают использовать как топливо.

Производство цемента: оборудование и технология

Дата публикации: 14.02.2019 11:08

Являясь одним из самых распространенных стройматериалов, цемент в современном строительстве применяется или самостоятельно, или как базовый компонент растворных, отделочных и бетонных смесей. Промышленная технология производства цемента позволяет получить гидравлически вяжущий материал, превращающийся в процессе затвердевания в камневидное тело с гарантированными прочностью, водостойкостью и долговечностью.

Основные материалы для производства цемента — клинкер и гипс. В зависимости от марки и предназначения стройматериала в сухую смесь могут также добавляться глина, доменный шлак, вулканические породы и другие компоненты, воздействующие на рабочие характеристики конечного продукта.

Оборудование, используемое в цементном производстве

Различные виды производства цемента требуют собственных технических средств. При этом к обязательным технологическим элементам производственной линии цементного завода следует отнести:

барабанную печь;
установку для предварительного нагрева исходного сырья;
мельницу;
вальцы, охладитель и сушилку;
сепаратор и пылеуловитель;
оборудование предварительной гомогенизации;
дробилку.

В процессе массового производства материала также не обойтись без транспортера и машины для упаковки готового продукта.

Разновидности и марки цемента

В зависимости от того, какое используется для производства цемента сырье, равно как и какой набор добавок вводится в сухую смесь, описываемый стройматериал может относиться к одной из классификационных групп:

Портландцемент.
Самая популярная общестроительная марка, включающая клинкер и гипс. Помол мелкий.
Белый цемент.
Производится из мелкомолотого клинкера без окислов железа. Служит для декоративных целей.
Шлаковый.
Включает измельченный доменный шлак, активаторы и минеральные добавки. Примечателен повышенной прочностью, благодаря чему используется в подземных/подводных конструкциях.

Глиноземистый.
Удобен при строительных работах в зимний период и при монтаже жаропрочных стройконструкций.

Из специальных марок материала применение находят расширяющийся, быстротвердеющий, гидрофобный, тампонажный (для заделки скважин) и пуццолановый (для водяных емкостей) цемент.

Марка материала определяется пределом прочности такового на сжатие, выраженным по старому ГОСТу в кг на см.кв.: М200-М600 или по обновленному стандарту — в МПа (мегапаскалях): 20-60 МПа соответственно.

Изготовление портландцемента

Производство материала разделяют на две укрупненных стадии, в свою очередь состоящие из отдельных этапов.

Первая стадия — получение клинкера, являющегося основой цементной смеси. После добычи желтовато-зеленого известняка в процессе разработки известняковых месторождений, первично раздробленное сырье проходит этапы сушки и смешивания с некоторыми составляющими. Подготовленный таким образом исходный материал подвергается обжигу, результатом которого является собственно портландцементный клинкер.

На второй стадии образовавшийся клинкер измельчается до порошкообразного вида, при этом в него вносятся гипс и другие необходимые для производства цемента добавки. В итоге образуется сыпучая однородная масса. Технология обеих стадий процесса для разных видов сырья и различных состояний такового может различаться. Исходя из этого, в промышленности используются сухой, мокрый и комбинированный способы производства цемента.

Сухой способ предполагает предварительное смешивание известняка и глины в машине для дробления/сушки и дальнейшее перемалывание компонентов в мельнице до однородного состояния сырьевой муки. После специального смешивания, называемого гомогенизацией, такая мука преобразуется в гомогенизационныйсилос, направляемый на обжиг. Прошедший обжиг силос вновь перемалывается с добавлением гипса. Готовый товарный продукт собирается в бункере для хранения или расфасовки.

При мокрой технологии сухие компоненты (известняк, глина, железосодержащие добавки) загружаются в дробилку, где смешиваются и дробятся до однородного состояния. После этого они поступают в мельницу, в которой после добавления воды проходят операцию мокрого помола с корректировкой в шламбассейне. Образовавшийся полуфабрикат (шлам) направляется на обжиг во вращающуюся печь. Дальнейшие этапы процесса аналогичны операциям при сухом способе. Ныне подобная мокрая технология считается устаревшей, поскольку сухой метод обеспечивает заметную экономию топлива, снижает трудовые затраты и дает более качественную продукцию.

Комбинированный способ не имеет жесткой технологической регламентации и зависит, прежде всего, от технических возможностей конкретного производителя.

В одном случае сначала идет безводная стадия (при приготовлении смеси), затем — мокрая. В другом — сперва готовится водная суспензия, проходящая далее последовательные операции классического сухого метода.

Твердые отходы производства цемента, главным образом цементная пыль, относятся к группе неопасных для человека и допускаются к повторному использованию.

Из чего делают цемент | Из чего это сделано

Цемент фасованный в мешки

Цемент является одним из основных строительных материалов. Без цемента нельзя сделать бетон и другие необходимые строительные растворы. Из чего же сделан цемент и почему он обладает такими свойствами?

Цемент — это искусственное неорганическое гидравлическое вяжущее вещество. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное твердое тело.

Цемент обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем кардинально отличается от некоторых других минеральных вяжущих веществ, таких как: гипс, воздушная известь, которые твердеют только на воздухе.

Марка цемента — условная величина, которая обозначает, что прочность при сжатии будет не ниже обозначенной марки (200, 300, 400, 500, 600).

Цемент получают тонким измельчением 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 для регулирования сроков схватывания,

-до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C

По наличию основного минерала цементы подразделяются на:

— романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;

— портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;

— глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;

— магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;

— кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия , сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

— биоцемент — производится при помощи биотехнологий.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.

Внешний вид цемента

Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня.

Типичный клинкер обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза.

1. Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров, содержание его составляет 50—70 %. Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности. Для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

2. Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки.

Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

3. Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

4. Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Прочность

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком.

Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа).

Определение прочности бетона

Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

В настоящее время цемент делится на классы по прочности. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Для лучшего понимая из чего сделан цемент рекомендую посмотреть фрагмент передачи «Как это сделано» про производство цемента:

Цементные заводы России — полный список производителей

История производства цемента в России начинается с заявки на патентование нового вяжущего вещества Егором Челиевым в 1825 году. Хотя, практические работы с применением цементных смесей велись в 1813 году при восстановлении Москвы на работах по укреплению берегов Москва-реки и строительстве Кремля. Но волею судеб автором портландцемента считается англичанин Дж. Аспдин (Joseph Aspdin), запатентовавший технологию в 1824 году. Начиная с 1836 года, Россия постоянно наращивала производство цемента, которое к 1913 году достигло 1,78 млн.

тонн в год. Большинство предприятий располагалось на юге России, где месторождения известняка или мергеля выходят на поверхность (как говорят ученые — южнее границы последнего ледникового периода).

Виды продукции

Все виды продукции являются производными от портландцемента. Минеральные добавки и вид основного сырья придают цементу различные свойства.

Белый цемент — основа для отделочных смесей, цветного цемента марки ЦЦ. Применяется для строительства архитектурных объектов без последующей отделки.
Быстротвердеющий цемент — применяется в строительстве быстровозводимых и заливных строений.
Водонепроницаемый безусадочный цемент — применяется в строительстве для формирования гидроизоляции и заделки швов гидросооружений.
Гидрофобный цемент — присадки снижают водопоглощающие свойства, что увеличивает срок хранения.
Глиноземистый цемент — добавки глинозема (аллюминат и бокситы) увеличивают скорость отверждения с выделением большого количества тепла. Актуально для зимнего строительства. При добавлении гипса получается расширяющийся цемент марки РЦ.
Напрягающий цемент — применяется для изготовления железобетонных изделий.
Пуццолановый цемент — добавление тонкоизмельчённого активного кремнезёма увеличивает время схватывания и понижает тепловыделение. Актуально при возведении объектов с большими сечениями и объемами.
Сульфатостойкий цемент — характеризуется жесткими ограничениями по содержанию трёхкальциевого алюмината и трёхкальциевого силиката. Применяется при возведении сооружений циклически контактирующих с водой.

В отдельную группу выделяются шлаковые цементы, которые изготавливаются из отходов металлургического производства или золы от сжигания сланцев и бурого угля. Применяется в производстве шлакоблоков.

Технология производства

Принцип производства цемента не претерпел кардинальных изменений с момента его изобретения. Основные процессы:

Добыча известняка или мергеля открытым способом.
Измельчение.
Приготовление смеси.

Различают два способа — сухой и мокрый. При использовании мокрого способа перемешивание происходит с добавлением воды, которую затем выпаривают. К достоинствам этого способа можно отнести равномерность смеси по составу и размеру фракций. Недостаток — большой расход энергии на выпаривание воды перед обжигом (энергозатраты составляют 20…25% стоимости).

Обжиг.

Производится в клинкерной (вращающейся) печи с факельной горелкой. Печи для мокрой смеси вдвое длиннее и больше по диаметру, чем печи для сухой смеси. Температурный режим: верхняя загрузочная зона — 70…200 °С, зона декарбонизации — 700…1100 °С, зона спекания 1300…1450 °С, зона охлаждения — 1300…900 °С, с переходом в холодильник для быстрого охлаждения гранул.

Сухой способ приготовления смеси получил развитие с появлением устройств экспресс-анализа состава смеси и технологий с автоматизацией процесса смешивания, что снизило энергетические затраты в 2. ..3 раза и увеличило съем продукции с одного квадратного метра производственной площади. На выходе получаются клинкерные гранулы.

Выдержка. Выдержка производится в течение 1…2-х недель для завершения химических процессов.
Помол, упаковка в мешки или закладка в силосы для хранения.

Положение в отрасли

Пик развития производства цемента приходится на 1965…1972 годы. СССР занимал первое место в мире, производя 100…140 млн. тонн в год (мощности предприятий РСФСР — 89…95 млн. тонн). В 90-е годы было выведено из производства более половины предприятий общей мощностью 17…23 млн. тонн. Оставшиеся предприятия объединены в десяток производственно-строительных групп.

Ведущие компании:

Евроцемент Груп (13 крупнейших заводов по всей территории России).
Холдинг Holcim Group.
Группа компаний ЛСР.
Консорциум United Cement Group.
Холдинг Сибирский цемент.
ХайдельбергЦемент Рус.
Компания Lafarge.

Темпы ежегодного прироста за период 2009…2012 годы составлял 4,5 %, а в 2013 — 7,8% (объем 66,4 млн. тонн). В настоящее время 90% цемента производится по затратному «мокрому» способу.

Перспективы отрасли

В целом перспективы рынка цемента имеют основания для оптимизма. Потребность в цементе удовлетворяется промышленностью на 90%, а Правительство планирует строительство большого количества объектов (чемпионат мира по футболу, газопровод Южный поток, космодром Восточный, особый экономический статус Дальнего Востока и др.). Главным сдерживающим фактором развития отрасли является отставание в применении технологии сухого приготовления смеси. Законченная реконструкция ряда предприятий и ввод в строй нескольких новых позволит снизить процент «мокрого» производства до 70, что явно недостаточно (в Европе таких производств нет совсем). По данным ФТС РФ стоимость импортного цемента составляет 56…70 долларов за тонну, что существенно превышает среднюю внутреннюю цену 110. ..130 $/тонну (ДФО — 183 $/тонну). Такая ситуация (при объеме импорта 12…14 млн. тонн в год за последние два года) оказывает существенное давление на внутренних производителей.

«Подольский цемент» сбросит газ – Газета «Ъ» Украина – Коммерсантъ

стратегия

Один из крупнейших в Европе производителей стройматериалов — ирландский Cement Roadstone Holdings (СRH) — вчера заявил, что потратит 210 млн евро на перепрофилирование собственного цементного завода на Украине с мокрого на сухой процесс производства. Это позволит компании сократить объемы выбросов углекислого газа на 3 млн тонн и перенести неиспользованные квоты на выброс вредных газов CRH на свои предприятия в Евросоюзе.

Ирландский холдинг Cement Roadstone Holdings основан в 1970 году и производит строительные материалы в 27 странах мира. Заводы СRH по производству цемента находятся в Китае, Финляндии, Ирландии, Польше, Португалии, Швейцарии, Тунисе, Испании, Израиле и США (годовой объем производства — порядка 197 млн т). С 1999 года «дочка» CRH — CRH Poland B.V. владеет 93,4% акций ОАО «Подольский цемент» (производство в 2006 году — 2,034 млн т).

Вчера CRH заявила о намерении вложить 210 млн евро в перепрофилирование собственного цементного завода в Каменец-Подольском с мокрого на сухой процесс производства. Согласно проекту, 70 млн евро будут направлены на модернизацию уже существующих мощностей и инфраструктуры для бурения цементных пробок. Еще 140 млн евро будут инвестированы в изменение процесса производства, что позволит компании до 2012 года снизить объемы выбросов углекислого газа (CO2) на 3 млн т. Суть мокрого процесса заключается в том, что при производстве цемента используется вода, с которой смешивают глину, известняк и различные добавки, после этого образованную массу обжигают в печи. «Но в развитых странах цемент производится преимущественно по сухой технологии. При сухом процессе производства вода не используется, что снижает затраты на топливо при обжигании цемента и, соответственно, снижает выбросы СО2 в атмосферу,— объяснил аналитик Point Carbon Евгений Гроза. — Этот проект позволит снизить удельное потребление топлива на тонну цемента на 50 процентов».

Исполнительный директор CRH Лайем О`Махони сообщил, что проект был зарегистрирован Наблюдательным комитетом ООН по проектам совместной реализации в рамках Киотского протокола. Напомним, что, согласно принятой в декабре 1997 года в Киото (Япония) конвенции, 38 индустриально развитых стран обязаны сократить к 2008-2012 годам выбросы СО2 на 5% от уровня 1990 года. Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов (CO2, Ch5, HFCs, PFCs, N2O, SF6) для каждой страны—участницы соглашения. Однако неиспользованные квоты при сокращении выбросов СО2 на одну тонну можно продать на европейской бирже за 7-9 евро в виде карбон-кредита.

Отраслевые эксперты полагают, что вырученные при перепрофилировании завода квоты на выброс СО2 (3 млн т) CRH не будет продавать, а использует на собственных заводах, расположенных в ЕС. «При первой фазе распределения квот (на 2005-2007 годы) страны ЕС подавали в Еврокомиссию заявки на заведомо большие объемы СО2, что в итоге обвалило рынок»,— пояснил Евгений Гроза из Point Carbon. По его словам, если еще в 2006 году стоимость тонны углекислого газа составляла до 30 евро, внутри ЕС она составляет менее одного евро за тонну в 2007 году и составит около 15 евро в 2008 году. «В связи с этим ко второй фазе Еврокомиссия вряд ли выдаст необходимые объемы квот»,— предположил господин Гроза. В пресс-службе CRH Ъ вчера подтвердили, что неиспользованные квоты на выброс СО2 на Украине компания будет использовать для своих заводов в Ирландии.

Впрочем, на Украине цементные предприятия пока не намерены реализовывать подобные проекты из-за их рисковости и затратности. В одном из крупнейших производителей цемента — «Евроцемент груп» — вчера не смогли сообщить, планируется ли такой проект на заводах предприятия. В компании лишь отметили, что этот проект «необходимо внедрять, так как это помимо сокращения выбросов СО2 позволит увеличить выпуск цемента при тех же объемах расходуемого топлива».

Аналитики считают, что такой проект гораздо выгоднее азотным предприятиям, которые выбрасывают закись азота (N2О),— на сокращении объема выбросов газов компании могут получить неплохую прибыль. Дело в том, что одна тонна N2О эквивалентна 300 тоннам СО2, однако затраты на модернизацию таких предприятий не так велики. Так, стоимость проекта (установка катализатора в реактор, который выбрасывает N2О) составляет порядка $2-4 млн, при сокращении более 1 млн т СО2. Свою заинтересованность в сокращении выбросов N2О подтвердили вчера Ъ на одном из крупнейших предприятий по производству аммиака и азотных удобрений — черкасском «Азоте». Председатель наблюдательного совета ОАО «Азот» Павел Овчаренко сообщил, что подобный проект уже внедряется на заводе предприятия.

ЕЛЕНА Ъ-СИНИЦЫНА, ОЛЬГА Ъ-ФЕДОРЯК

Виды и марки цемента, его свойства и применение

Цемент производится из гипса и клинкера в результате их измельчения и последующего смешивания в однородную массу. Гипс – это обычный минерал, а вот клинкер – специально подготовленная смесь, которая изготавливается из глины и известняка в соотношении 25 к 75 (25 частей глины и 75 частей известняка).

Окончание ежегодного периода профилактических работ в цехе по производству цементного клинкера на многих заводах принято отмечать запеканием мяса или птицы в первом полученном после ремонта горячем клинкере

Производство цемента

Смесь глины и известняка нагревается до 1450 °С, в результате чего образуются отдельные гранулы клинкера, которые в дальнейшем будут смешиваться с гипсом, образуя цемент. В него могут добавляться минеральные компоненты, которые снижают стоимость конечного строительного материала, улучшают его устойчивость к кислотам, холоду и другим видам воздействия.

В Древнем Риме в цемент добавляли частички вулканического пепла, найденные возле Везувия и Эйфеля.

После распада Римской империи цемент продолжали применять, но технологии изготовления материала с уникальными свойствами были утеряны

Виды цемента

Цемент разделяется на 6 видов:

1. Романцемент (Римский цемент) – цемент, в котором преобладает белит (силикат кальция). Он очень долго застывает, по причине чего в современном мире практически не используется и не производится.

2. Портландцемент – самый распространенный цемент, который чаще всего применяется в строительстве. Назван так в честь английского острова Портленд за свой цвет, который аналогичен цвету добываемых на этом острове камней.

3. Глиноземистый цемент – дорогостоящий строительный материал. Для него характерна высокая скорость затвердения и прочность. Используется для быстрого возведения построек, а также для создания строений стратегического и военного назначения.

4. Магнезиальный цемент (он же – Цемент Сореля). Назван так в честь французского физика и инженера Станисласа Сореля, который изобрел такой вид цемента в 1866 году. Характеризуется высокой скоростью затвердения и прочностью. Недостатки – быстро разрушается, особенно под воздействием воды.

5. Смешанный цемент – общее название всех цементов, смешанных со шлаками, пемзой, туфом и другими веществами. Для него характерны: быстрое затвердение, небольшая стоимость и низкая прочность.

6. Кислотоупорный цемент. В его состав входит натрий и кварцевый песок. Главная особенность – невосприимчивость к воздействию кислот. Используется в химической промышленности для возведения построек, крепления оборудования и облицовочных материалов.

Цветной цемент применяется для изготовления декоративных элементов

Марки цемента

Маркировка на упаковке с цементом позволяет заранее определить его свойства. Маркировка цемента состоит из трех частей: вид цемента, его прочность и свойства.

Маркировка по виду цемента (ГОСТ 31108-2003)
Маркировка	Значение
ЦЕМ I	Портландцемент
ЦЕМ II	Портландцемент с минеральными добавками
ЦЕМ III	Шлакопортландцемент
ЦЕМ IV	Пуццолановый цемент
ЦЕМ V	Композиционный цемент

Пуццолан – смесь туфа, пемзы и вулканического пепла.

По прочности цемент разделяется на классы от 22,5 до 52,5. Чем выше класс, тем выше прочность. К примеру, обозначение 22,5 показывает, что цемент может выдержать давление в 22,5 Мпа (мегапаскалей) или 300 кг/см³, а 52,5, соответственно, указывает на способность выдерживать давление в 52,5 Мпа или 600 кг/см³.

Последняя часть маркировки описывает уникальные свойства цемента. Если в конце стоит буква Н – это нормальнотвердеющий цемент. Если Б – быстротвердеющий. Это самые распространенные виды цемента, но есть еще более специфичные. Обозначение СС указывает на то, что цемент обладает стойкостью к сульфатам, АП – предполагает повышенную активность цемента при взаимодействии с некоторыми материалами (к примеру, с железобетоном).

Примеры расшифровки маркировки:

ЦЕМ I 52,5Б – портландцемент с прочностью 52,5 Мпа быстротвердеющий, где ЦЕМ I указывает, что это портландцемент, обозначение 52,5 указывает на его прочность, а буква «Б» в конце означает «быстротвердеющий».
ЦЕМ II 32,5Н СС – портландцемент с минеральными добавками, прочностью 32,5 Мпа, нормальнотвердеющий, стойкий к сульфатам.
ЦЕМ III 42,5Б ЖИ АП – шлакопортландцемент прочностью 42,5 Мпа, быстротвердеющий, для железобетонных изделий (пометка ЖИ) и с повышенной активностью (пометка АП).

Так выглядит маркировка на упаковке. На изображении – портландцемент с прочностью 42,5 Мпа, нормальнотвердеющий

Применение

От марки цемента зависит и сфера его применения.

ЦЕМ I 22,5 и ЦЕМ I 32,5 используются для любого обычного строительства, в котором от цемента не требуется никаких особых свойств. Они же, но с пометкой «быстротвердеющие» применяются преимущественно для скоростного возведения строений (если это требуется), а также для промышленного производства изделий из железобетона.

Более прочные марки ЦЕМ I 42,5 и ЦЕМ I 52,5 отличаются повышенной стоимостью и в обычном строительстве используются редко. Зато они очень востребованы при возведении важных объектов стратегического или военного назначения, если им помимо прочности больше никакие дополнительные свойства не нужны.

ЦЕМ II используется для изготовления прочного бетона, производства наружных частей крупных построек и для создания как сборных, так и монолитных конструкций любого типа.

Сборная конструкция – постройка, возведенная из отдельных блоков, как конструктор.

Монолитная конструкция – цельнолитое строение. В подготовленный каркас заливается бетон. В результате сооружение получается цельным, без щелей и стыков.

ЦЕМ III используется при производстве строительных смесей, изготовлении бетонных или железобетонных блоков, а также при возведении объектов, которые будут часто взаимодействовать с водой (пресной или соленой). Обычно применяется в условиях переменной влажности (регулярный контакт с водой чередуется с полным высыханием).

ЦЕМ IV и ЦЕМ V отличаются высокой стойкостью к низким температурам и водонепроницаемостью. Используется при изготовлении бетонных или железобетонных блоков, при возведении построек в условиях высокой влажности, а также под водой.

В современном строительстве чаще всего используются марки ЦЕМ I и ЦЕМ II. Они отлично подходят для благоустройства придомовых территорий, организации детских площадок, а также для возведения обычных жилых и нежилых строений.

В 1908 году на I Международной выставке Глухоозерский цементный завод (г. Вольск, Саратовская губерния) получил награду «За отличную постановку цементного производства»

Немного истории цемента — Цемент и бетон

Немного истории цемента

История цемента, вяжущих материалов и бетона восходит к древним временам, хотя современный портландцементный бетон появился лишь менее 100 лет назад.

Древнейшими вяжущими материалами, о которых сохранились исторические данные, являются воздушная и гидравлическая известь. Воздушная известь не твердеет под водой. Она представляет собой продукт обжига относительно чистого известняка. Когда негашеная известь гасится водой и смешивается с песком, образуется известковый раствор. Этот раствор обладает способностью твердеть вследствие того, что составляю щая его известь поглощает углекислоту из воздуха. Таким образом, известковый компонент возвращается к своему прежнему состоянию, превращаясь в известняк. Гидравлическая же известь твердеет под водой. Ее получают посредством обжига известняка, содержащего, помимо извести, кремнезем, глинозем и окись железа. При этом образуются новые соединения, обладающие способностью схватываться и твердеть под водой.

Древние египтяне применяли цемент, состоявший из обожженного гипса с примесями. Греки и римляне применяли обожженную известь, а позднее научились получать пуццолановый цемент путем совместного размола извести и вулканического пепла, прозванного пуццоланой (по названию городка Поццуоли в Италии, на берегу Неаполитанского залива, где он был впервые обнаружен). Образец такого пуццоланового бетона, изготовленного из извести и вулканического пепла горы Везувий, был добыт одним из авторов настоящей книги в Италии в 1953 г. Этот бетон был уложен в царствование императора Юлия Цезаря (12—41 годы до н. э.) при сооружении верфи Калигулы. Он пролежал под водой в гавани Поццуоли на глубине 4,8 м больше 2000 лет.

Греки применяли аналогичный материал — санториновый туф с острова Санторин. Эти пуццолановые цементы зачастую изготовлялись путем простой добавки пуццоланового материала к извести в качестве заполнителя. Многие сооружения из пуццо-лановых цементов продолжают стоять и до сих пор, утверждая тем самым превосходство этого вяжущего над известью. Применение пуццолановых цементов свидетельствует о большом прогрессе, достигнутом греками и римлянами в развитии вяжущих материалов.

В средние века наблюдался общий упадок в области применения вяжущих материалов, характеризовавшийся возвратом к глубокой древности. Пуццоланы были забыты, качество известковых растворов и отделочных работ значительно ухудшилось. Однако в XV и XVI веках снова стали использовать пуццолану и тем самым улучшать качество строительных работ.

В 1756 г. английский парламент поручил инженеру Джону Смитону произвести перестройку Эддистонского маяка на Корн-валлийском побережье. Этот маяк подвергался действию частых и сильных бурь и поэтому должен был обладать очень высокой прочностью.

Смитон предпринял ряд опытов с различными видами извести и пуццоланами. Он испытывал их на стойкость в соленой и пресной воде. Важнейшее открытие, которое он сделал, состояло в том, что лучший гидравлический цемент получается из мягкого известняка с примесями преимущественно в виде глинистых материалов. Этот цемент и был применен Смитоном при реконструкции Эддистонского маяка.

Спустя 40 лет англичанин Джозеф Паркер из Норсфлита в графстве Кент открыл, что из зерен еще более загрязненного примесями известняка можно получить хороший гидравлический цемент. Он был назван роман-цементом, так как по цвету напоминал старинный римский цемент. В 1802 г. цемент из такого зернистого известняка был впервые получен во Франции. Эта дата знаменует зарождение французской цементной промышленности. В 1810 г. англичанин Эдгар Доббс из Саусуика изготовил цемент из известняка и глины. В 1813 г. Вика во Франции, а в 1822 г. Джеймс Фрост в Англии начали производить цемент из известняка и глины.

Последующим шагом явилось получение натурального цемента. В 1850 г. американец Дэвид Сэйлор открыл, что цементный мергель, найденный вблизи Коплей в штате Пенсильвания, образует при обжиге вяжущий материал. В 1850 г. в Коплей был построен завод для производства натурального цемента. Состав этого цемента зависел от состава мергеля. Сырье обжигалось в шахтных печах типа прежних извеетеобжигательных и затем подвергалось измельчению до желательной тонкости. Натуральный цемент еще до сих пор производится в США и других странах. Он менее прочен, чем портландцемент, но лучше гидравлической извести.

Последним по счету в ряду вяжущих материалов является портландцемент. Изобретателем его считается англичанин Джозеф Аспдин. Но следует отметить, что Смитон еще за 68 лет до

Аспдина сообщил о проведенных им опытах, результаты которых убедили его, что он может получить цемент, «равный по прочности и долговечности лучшему портландскому камню, имеющемуся в продаже». Название «портландский» произошло от сходства затвердевшего портландцемента с известным в ту пору строительным камнем из окрестностей города Портланд в Англии. Из описания, приведенного в патенте Аспдина, можно заключить, что он получил натуральный цемент более высокого качества, чем производившийся до него, но все же не выдерживающий сравнения с современным портландцементом.

Первый в Англии завод по производству портландцемента был построен в 1825 г. Джеймсом Фростом в Сванскомб. В других европейских странах производство портландцемента началось значительно позднее: примерно в 1855 г. были построены первые заводы в Бельгии и Германии. Ввоз портландцемента в США начался около 1865 г. Впервые портландцемент был произведен в США Сэйлором в 1871 г. Он обнаружил, что тонкий размол клинкера, полученного путем обжига цементного мергеля при повышенной температуре, позволяет получать прекрасный цемент, не уступающий по качеству ввозимому из Европы портландцементу.

Интересно привести некоторые сведения о первых американских цементных заводах. Около 1872 г. фирма, известная под названием Игл Симент К°, построила завод близ Каламазо а штате Мичиган. Завод пришлось закрыть в 1882 г. из-за высоких расходов на оплату персонала, хотя цемент продавался по цене около 4 долларов за бочку (примерно 170 кг). В настоящее время от этого завода не сохранилось и следа. В 1875 г. небольшой заводик по производству цемента из известняка и глины начал работать в Вампум, штат Пенсильвания. Около 1887 г. Томас Миллер из Саус Бенд в штате Индиана построил небольшой завод по производству цемента из мергеля и глины.

Из первых 10 американских цементных заводов, возникших до 1881 г., жизнеспособными оказались всего два: в Вампум и Коплей. Но к 1890 г. в США уже насчитывалось 17 заводов, которые производили 56 тыс. т цемента в год. В 1953 г. 156 действующих заводов выпустили 45 млн. г цемэнта. В 1954 г. число заводов осталось прежним, а выпуск цемента возрос до 46,2 млн. т. В 1955 г. было выпущено ’51,7 млн. г, а в 1956 г. — 54 млн. г*.

Читать далее:
Обработка шлака и легких заполнителей
Однородность заполнителей для бетона
Установка для обработки породы
Разработка месторождений заполнителей
Испытание отобранных проб заполнителей
Отбор проб
Разведка заполнителей
Поисковые работы
Легкие заполнители
Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне

Как производится цемент

Портландцемент является основным компонентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем для затвердевания.

Цемент

производится из тщательно контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.

Обычные материалы, используемые для производства цемента, включают известняк, ракушки и мел или мергель в сочетании со сланцами, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком и железной рудой.Эти ингредиенты при нагревании при высоких температурах образуют похожее на камень вещество, которое растирается в мелкий порошок, который мы обычно называем цементом.

Каменщик Джозеф Аспдин из Лидса, Англия, впервые изготовил портландцемент в начале 19 века, сжигая порошкообразный известняк и глину в своей кухонной плите. С помощью этого грубого метода он заложил основу для промышленности, которая ежегодно перерабатывает буквально горы известняка, глины, цементной породы и других материалов в порошок настолько мелкий, что он проходит через сито, способное удерживать воду.

Лаборатории цементных заводов проверяют каждый этап производства портландцемента с помощью частых химических и физических испытаний. Лаборатории также анализируют и тестируют готовый продукт, чтобы убедиться, что он соответствует всем отраслевым спецификациям.

Наиболее распространенным способом производства портландцемента является сухой метод. Первым шагом является добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов. После добычи порода дробится. Это включает в себя несколько этапов.Первое дробление уменьшает размер породы до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые мельницы для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.

Щебень смешивают с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчают, смешивают и подают в цементную печь.

Цементная печь нагревает все ингредиенты примерно до 2700 градусов по Фаренгейту в огромных цилиндрических стальных вращающихся печах, облицованных специальным огнеупорным кирпичом. Печи часто достигают 12 футов в диаметре — достаточно больших, чтобы вместить автомобиль, и во многих случаях длиннее, чем высота 40-этажного здания.Большие печи установлены с небольшим наклоном оси от горизонтали.

Мелкоизмельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. В нижней части находится ревущий взрыв пламени, создаваемый точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативных видов топлива или газа при принудительной тяге.

Когда материал проходит через печь, некоторые элементы удаляются в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером.Клинкер выходит из печи в виде серых шариков размером с мрамор.

Клинкер выгружается раскаленным из нижнего конца печи и обычно доводится до рабочей температуры в различных типах охладителей. Нагретый воздух из охладителей возвращается в печи, что позволяет экономить топливо и повышает эффективность горения.

После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка. Цемент настолько мелкий, что 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен.Цемент теперь готов к транспортировке на заводы по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Хотя сухой процесс является наиболее современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в Соединенных Штатах используется мокрый процесс. Эти два процесса по существу похожи, за исключением того, что в мокром процессе сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

Бетон и цемент: в чем разница?

Люди часто используют термины «цемент» и «бетон» взаимозаменяемо.

Это похоже на использование слов «мука» и «торт» взаимозаменяемо.

Это не одно и то же.

Цемент, как и мука, является ингредиентом.

Для приготовления бетона из смеси портландцемента (10-15%) и воды (15-20%) сделать пасту. Затем эту пасту смешивают с заполнителями (65-75%) , такими как песок и гравий или щебень. Когда цемент и вода смешиваются, они затвердевают и связывают заполнители в непроницаемую каменную массу.

Следовательно:
Цемент + Заполнители + Вода = Бетон.

Примечание. Портландцемент — это общий термин для типа цемента, используемого почти во всех видах бетона.

Именно бетон ассоциируется у нас с прочным, долговечным конструкционным строительным материалом, который широко используется в строительстве от мостов до зданий и тротуаров.

Основным связующим компонентом в нем является цемент.

Итак, из чего сделан цемент?

Как известно, цемент является основным ингредиентом для производства бетона.

Но цемент не является каким-то природным органическим материалом. Он производится путем химической комбинации 8 основных ингредиентов в процессе производства цемента.

8 основных «ингредиентов», присутствующих в цементе:

^{Известь (оксид кальция или гидроксид кальция) 60-65%, диоксид кремния (диоксид кремния) 17-25%, глинозем (оксид алюминия) 3-8%, магнезия (оксид магния) 1-3%, оксид железа 0,5-6% , Сульфат кальция 0,1-0,5%, триоксид серы 1-3%, щелочь 0-1%.}

Эти ингредиенты обычно извлекаются из известняка, глины, мергеля, сланца, мела, песка, боксита и железной руды.

Как производится цемент?

Мы познакомим вас с каждым этапом процесса производства цемента, от полезных ископаемых в земле до цементного порошка, который помогает производить бетон.

1. Добыча сырья

Сырье, в основном известняк и глина, добывается из карьеров взрывными работами или бурением с использованием тяжелой горнодобывающей техники.

Сырье перемещается после извлечения, а затем транспортируется на дробилки самосвалами.

Дробилки способны обрабатывать куски карьерной породы размером с бочку для масла.

2. Дробление

Известняковая порода измельчается в первой дробилке, чтобы уменьшить размер породы до максимального размера около 6 дюймов.

Затем он подается во вторую дробилку со смесью глин для уменьшения размера частиц менее 3 дюймов.

Выгруженная сырьевая смесь (известняк 70%, глина 30%) направляется в бункер сырьевой мельницы для последующего измельчения.

Другое сырье, используемое в производстве цемента, называемое добавками, также хранится в отдельных бункерах.

3. Сушка и измельчение

Сырьевая смесь и необходимые добавки из бункеров через воздуходувки подаются на сырьевую мельницу для сушки и измельчения.

Сырьевая мельница состоит из двух камер — камеры сушки и камеры измельчения.

Горячие газы, поступающие из системы подогревателя/печи, поступают в мельницу и высушивают сырьевые материалы перед тем, как они попадут в следующую камеру, которая является камерой измельчения.

Камера измельчения содержит определенное количество шаров различных размеров от 30 мм до 90 мм, которые используются для измельчения материала.

Затем он поступает в сепаратор, который разделяет мелкий и крупный продукт. Последний, называемый браком, направляется на вход мельницы для доизмельчения.

Затем горячий газ и мелкие частицы поступают в многоступенчатый «циклон».Это необходимо для отделения тонкоизмельченных материалов от газов.

Полученная сырьевая мука, состоящая только из очень тонкого сырья, транспортируется в бетонный бункер.

Оттуда извлекаемая из силоса сырьевая мука, которая теперь называется сырьем для печи, подается в верхнюю часть печи подогревателя для спекания.

4. Спекание

Система подогревателя печи состоит из многоступенчатого циклонного подогревателя, камеры сгорания, вертикального воздуховода, вращающейся печи и колосникового охладителя.

В подогревателе сырье для печи подогревается горячим газом, поступающим из камеры сгорания и вращающейся печи. Затем он частично прокаливается в камере сгорания и стояке.

Сырье затем перемещается во вращающуюся печь, где оно перегревается примерно до 1400 C для образования клинкерных компонентов посредством процесса, называемого спеканием.

Тепло вырабатывается при сжигании топлива во вращающейся печи с главной горелкой и в камере сгорания с помощью вытяжных вентиляторов подогревателя или внутрипечных вентиляторов.Для сжигания часто используют уголь, природный газ, мазут и нефтяной кокс.

Агломерация – это когда химические связи сырьевой муки разрушаются под действием тепла, рекомбинируя в новые соединения, образующие вещество, называемое клинкером.

Клинкер выходит из печи в виде очень горячих маленьких темно-серых узелков размером от 1 мм до 25 мм.

Капает на колосниковый охладитель для охлаждения примерно с 1350-1450 C до примерно 120 C за счет использования различных охлаждающих вентиляторов.

Часть горячего воздуха, отбираемого из охладителя, используется в качестве вторичного и третичного воздуха для сжигания во вращающейся печи и камере сгорания соответственно.

Охлажденный клинкер выгружается из охладителя на тарельчатый конвейер и транспортируется на склад клинкера, готовый к транспортировке на цементные мельницы с помощью вентиляторов внутреннего диаметра цементной мельницы.

5. Помол цемента

На цементных заводах клинкер смешивают с другими добавками, необходимыми для производства конкретного вида цемента.Гипс для OPC, известняк для известнякового цемента и шлак для шлакового цемента.

Затем шаровая мельница измельчает корм до мелкого порошка.

Мелкий порошок затем направляется в сепаратор, который разделяет мелкий и крупный продукт. Последняя направляется на вход мельницы на доизмельчение.

Конечный продукт хранится в бетонных силосах как цемент.

Цемент настолько мелкий, что 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен.

6. Конечный продукт

Цемент готов к транспортировке производителям товарных бетонных смесей для использования в различных строительных проектах.

Наша технология бронированных вентиляторов обеспечивает сверхнадежную работу в цементных процессах при перемещении, перемешивании, нагреве и охлаждении.

Узнайте, как мы можем максимально повысить энергоэффективность и контролировать выбросы твердых частиц на вашем цементном заводе — свяжитесь с нами сегодня

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, используйте наши новые кнопки социальных сетей, чтобы поделиться ею и оставить комментарий ниже.

(Видео) Как производится цемент — CEMEX USA

1.Добыча сырья

Известняк и глина извлекаются из каменоломен путем бурения горных пород и подрыва взрывчатых веществ с незначительным воздействием на окружающую среду благодаря используемой современной технологии.

2. Транспортировка сырья

После того, как огромные камни были раздроблены, их транспортируют на завод самосвалами или ленточным конвейером.

3. Дробление

Бутовый камень доставляется по желобам в дробилки, где он измельчается путем дробления или измельчения до кусков размером примерно 1 ½ дюйма.

4. Предварительная гомогенизация

Предварительная гомогенизация – это пропорциональная смесь различных видов глины, известняка или любого другого необходимого материала.

5. Склад сырья

Каждое сырье транспортируется отдельно в силосы, где оно позже будет добавлено в определенных количествах в соответствии с конкретным типом производимого цемента.

6. Сырьевая мельница

Это происходит в вертикальной сталелитейной мельнице, которая измельчает материал за счет давления, создаваемого тремя коническими валками.Которые перекатываются по токарно-фрезерному столу. На этом этапе также используются горизонтальные мельницы, внутри которых материал измельчается с помощью стальных шаров.

7. Гомогенизация сырьевой муки

Этот процесс происходит в силосах, оборудованных для получения однородной смеси материала.

8. Прокаливание

Прокаливание является основной частью процесса, в котором задействованы огромные вращающиеся печи. Внутри при 1400°С сырье превращается в клинкер: мелкие темно-серые желваки диаметром 3-4 сантиметра.

9. Измельчение цемента

Клинкер измельчается стальными шарами разного размера, пока он проходит через две камеры мельницы, с добавлением гипса для увеличения времени схватывания цемента.

10. Упаковка и транспортировка цемента

Затем цемент размещается в бункерах для хранения, откуда он извлекается гидравлическим или механическим способом и транспортируется на объекты, где он будет расфасован в мешки или поставлен навалом. В любом случае он может быть доставлен железнодорожным вагоном, грузовым автомобилем или кораблем.

Что такое цемент и Пример изготовления цемента

Цемент – это тонкодисперсное мягкое порошкообразное вещество. Он сделан из смеси элементов, которые содержатся в природных материалах, таких как известняк, глина, песок и/или сланец. Когда цемент смешивается с водой, он может связывать песок и гравий в твердую твердую массу, называемую бетоном.

Цемент можно приобрести в большинстве строительных магазинов в мешках. Для производства цемента необходимы четыре основных элемента.Это кальций, кремний, алюминий и железо.
Кальций (который является основным ингредиентом) можно получить из известняка, тогда как кремний можно получить из песка и/или глины. Алюминий и железо могут быть извлечены из бокситов и железной руды, и для этого требуются лишь небольшие количества.

Цемент обычно серый. Белый цемент также можно найти, но он обычно дороже, чем серый цемент.

Цемент, смешанный с водой, песком и гравием, образует бетон.

Цемент, смешанный с водой и песком, образует цементную штукатурку.

Цемент, смешанный с водой, известью и песком, образует раствор.

Цементный порошок очень, очень мелкий. Один килограмм (2,2 фунта) содержит более 300 миллиардов зерен, хотя мы на самом деле не считали их, чтобы убедиться, что это абсолютно точно! Порошок настолько мелкий, что проходит через сито, способное удерживать воду.

Совет: Цемент следует хранить в сухом месте. Если он намокнет или станет влажным, порошок превратится в твердый комок.

Пример производства цемента

1.) Известняк добывают в карьере. Это основной ингредиент, необходимый для производства цемента. Также необходимы меньшие количества песка и глины. Известняк, песок и глина содержат четыре основных элемента, необходимых для производства цемента. Четыре основных элемента – это кальций, кремний, алюминий и железо.

2.) Известняковые породы размером с валун транспортируются из карьера на цементный завод и подаются в дробилку, которая дробит валуны на куски размером с мрамор.

3.) Кусочки известняка затем проходят через блендер, где они добавляются к другому сырью в правильной пропорции.

4.) Сырье перемалывается в порошок. Иногда это делается с помощью роликов, которые придавливают материалы к вращающейся платформе.

5.) Затем все отправляется в огромную, очень горячую, вращающуюся печь для прохождения процесса, называемого «агломерация». Спекание означает: превращение в связную массу путем нагревания без плавления.Другими словами, сырье становится частично расплавленным. Сырье достигает температуры около 2700°F (1480°C) внутри печи. Это вызывает химические и физические изменения в сырье, и они выходят из печи в виде больших, стеклообразных, раскаленных докрасна шлаков, называемых «клинкером».

6.) Клинкер охлаждают и измельчают в мелкий порошок серого цвета. При окончательном измельчении также добавляется небольшое количество гипса. Теперь это готовый продукт – портландцемент.

Затем цемент хранится в силосах (больших накопительных резервуарах), где он ожидает распределения.

Цемент обычно отгружается навалом в специально изготовленных грузовиках, по железной дороге или даже на барже или корабле. Некоторые упакованы для тех, кто хочет небольшое количество.

Вопросы и ответы: почему выбросы цемента влияют на изменение климата

Если бы цементная промышленность была страной, она была бы третьим по величине источником выбросов в мире.

В 2015 году было произведено около 2,8 млрд тонн CO2, что эквивалентно 8 % от общего объема выбросов в мире – больше, чем в любой другой стране, кроме Китая или США.

Использование цемента будет расти, поскольку глобальная урбанизация и экономическое развитие увеличивают спрос на новые здания и инфраструктуру.Цементная промышленность, как и другие отрасли мировой экономики, должна будет резко сократить свои выбросы, чтобы достичь температурных целей Парижского соглашения. Однако до сих пор был достигнут лишь ограниченный прогресс.

Снижение выбросов от цемента. Инфографика Розамунд Пирс для Carbon Brief.

Что такое цемент?

Цемент используется в строительстве для связывания других материалов. Он смешивается с песком, гравием и водой для производства бетона, наиболее широко используемого строительного материала в мире. Ежегодно используется более 10 миллиардов тонн бетона.

Промышленным стандартом является портландцемент. Он был изобретен в начале 1800-х годов и назван в честь строительного камня, широко использовавшегося в то время в Англии. Сегодня он используется в 98% бетона во всем мире, при этом ежегодно производится 4 миллиарда тонн.

Производство портландцемента, который действует как связующее, является важным этапом в производстве портландцемента. Известняк (CaCO3) «прокаливается» при высоких температурах в цементной печи для получения извести (CaO), что приводит к выбросу CO2 в виде отходов.В целом происходит следующая реакция:

Почему цемент выделяет так много CO2?

Около половины выбросов при производстве цемента являются технологическими выбросами, возникающими в результате реакции, описанной выше. Это основная причина, по которой выбросы цемента часто считаются трудными для сокращения: поскольку этот CO2 высвобождается в результате химической реакции, его нельзя устранить путем замены топлива или повышения эффективности.

Еще 40% выбросов цемента приходится на сжигание ископаемого топлива для нагрева печей до высоких температур, необходимых для процесса обжига.Последние 10% выбросов происходят от топлива, необходимого для добычи и транспортировки сырья.

Таким образом, выбросы цемента в значительной степени зависят от доли клинкера, используемого в каждой тонне цемента. Тип топлива и эффективность оборудования, используемого при производстве клинкера, также оказывают влияние.

Между тем, по прогнозам, площадь зданий в мире удвоится в ближайшие 40 лет. Это означает, что к 2030 году производство цемента вырастет примерно до 5 млрд тонн, что на 25% больше, чем сегодня, и более чем в четыре раза превысит уровень 1990 года.

Таким образом, одного только повышения эффективности будет недостаточно для значительного сокращения выбросов в секторе.

В каких странах высокие выбросы цемента?

Китай является крупнейшим производителем цемента, за ним следует Индия и объединенные страны ЕС, как показано на приведенном ниже графике из недавнего отчета Chatham House. Три четверти производства цемента с 1990 года приходилось на Китай, который в период с 2011 по 2013 год использовал больше цемента, чем США за весь 20 век.

Производство цемента и выбросы с 2010 по 2015 гг. Источник: Анализ Olivier et al. (2016) от Chatham House.

В Китае также наблюдается высокий уровень производства цемента в пересчете на душу населения, поскольку он переживает быструю урбанизацию, когда многие люди переезжают в высотные или малоэтажные здания, построенные из цемента. Тем не менее, потребление в Китае может быть близко к выравниванию.

В отличие от этого, потребление в Индии значительно возрастет, поскольку страна, в свою очередь, быстро урбанизируется и строит инфраструктуру.Ожидается, что наибольший рост в будущем произойдет в Индии и других странах с формирующимся рынком.

Мужчина поднимает поддон с цементом на строительные леса, Пенджаб, 2011 г. Фото: imageBROKER/Alamy Stock Photo.

По данным Chatham House, в Европе существующие печи способны удовлетворить будущий спрос на цемент. Европейские производители цемента также являются одними из самых передовых в плане использования альтернативных видов топлива. Однако более старое оборудование отстает от Индии и Китая по энергоэффективности.

Точно так же США, четвертый по величине потребитель цемента, отстает от других крупных производителей с точки зрения энергоэффективности и доли клинкера.

Уменьшились ли выбросы цемента?

По данным Chatham House, средняя интенсивность выбросов CO2 при производстве цемента — выбросы на тонну продукции — снизилась на 18 % во всем мире за последние несколько десятилетий. Однако выбросы сектора в целом значительно возросли, а спрос утроился с 1990 г.

До сих пор прогресс был достигнут в трех основных областях.Во-первых, более эффективные печи для обжига цемента сделали производство менее энергоемким. Это может улучшиться еще больше: среднее мировое потребление энергии на тонну цемента по-прежнему примерно на 20% выше, чем производство с использованием наилучших доступных технологий и практики.

Во-вторых, использование альтернативных видов топлива также снизило выбросы – например, использование биомассы или отходов вместо угля. Это особенно характерно для Европы, где около 43% потребления топлива в настоящее время приходится на альтернативы, сообщает Chatham House.

В-третьих, сокращение доли портландцемента в цементе также привело к сокращению выбросов. По данным Chatham House, цементы с высоким содержанием смесей могут сократить выбросы на килограмм до четырех раз. Клинкер можно заменить другими цементоподобными материалами, в том числе отходами от сжигания угля и производства стали. Однако это может повлиять на свойства цемента, поэтому подходит только для некоторых конечных целей.

Среднее мировое соотношение клинкера (клинкер:цемент) упало до 0,65 в 2014 году с большим диапазоном от 0.57 в Китае до 0,87 в Евразии.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), после нескольких десятилетий прогресса интенсивность выбросов CO2 в цементе мало изменилась с 2014 по 2016 год. Это связано с тем, что повышение энергоэффективности было компенсировано небольшим увеличением доли клинкера.

Тем не менее, общие выбросы цемента в последние годы оставались неизменными или снижались, поскольку спрос в Китае стабилизировался.

BioMason использует бактерии для выращивания цементных кирпичей, которые, по ее словам, могут улавливать углерод.Кредит: bioMASON, Inc.

Насколько можно сократить выбросы цемента?

МЭА и ведущая отраслевая инициатива Cement Sustainability Initiative (CSI) недавно выпустили новую дорожную карту по снижению выбросов углерода, показывающую, как, по их мнению, выбросы могут быть сокращены в соответствии со сценарием «2C» и сценарием «ниже 2C». Дорожная карта предполагает, что к 2050 году спрос на цемент вырастет на 12-23%.

Для сценария 2C — в соответствии с 50-процентной вероятностью ограничения роста глобальной температуры до 2C выше доиндустриального уровня к 2100 году — в дорожной карте говорится, что необходимо сократить выбросы цемента на 24%. (Стоит отметить, что это не соответствует Парижскому соглашению, которое требует, чтобы повышение температуры оставалось как минимум «намного ниже» 2°C.)

Дорожная карта опирается на четыре области действий по сокращению выбросов.

Три из них представляют собой стратегии, ранее применявшиеся цементной промышленностью для ограничения выбросов, а именно: повышение энергоэффективности, использование топлива с низким уровнем выбросов и более низкое содержание клинкера.

Например, дорожная карта устанавливает целевое среднее глобальное соотношение клинкера, равное 0.60 к 2050 году по сравнению с 0,65. Это серьезная проблема: Chatham House отмечает, что к 2050 году потребуется примерно на 40% больше заменителей клинкера, чем сегодня, в то время, когда доступность традиционных заменителей — летучей золы и доменного шлака — вероятно, начнет падать.

Четвертое направление — «инновационные технологии», что, по сути, является сокращением сокращения выбросов за счет улавливания и хранения углерода (CCS). Это еще не использовалось в цементной промышленности (испытания стержней), но дорожная карта предполагает, что интеграция CCS в цементном секторе достигнет коммерческого масштаба к 2030 году.Неопределенность в отношении потенциала быстрого увеличения масштабов использования УХУ и его высокая стоимость являются основными препятствиями на пути его использования для сокращения выбросов бетона.

На приведенной ниже диаграмме показан анализ Chatham House дорожной карты производства цемента IEA и CSI. Красная пунктирная линия показывает сокращение выбросов на 24% в соответствии со сценарием 2C (2DS) к 2050 году.

Способы сокращения выбросов цемента, ведущие к «парижскому» пути. Показаны три сценария: «сценарий эталонной технологии» (RTS), «сценарий 2C» (2DS) и «сценарий за пределами 2C» (B2DS).Источник: анализ Chatham House, подготовленный IEA и CSI Technology Roadmap (2018 г.).

В дорожной карте также изложен сценарий «выше 2C» (B2DS; фиолетовая пунктирная линия выше), в соответствии с которым потребуется гораздо более высокое сокращение выбросов на 60%. В дорожной карте говорится, что здесь доля общих выбросов CO2 от цемента, улавливаемых CCS, должна увеличиться более чем в два раза по сравнению со сценарием 2C, до 63% в 2050 году. Он отмечает, что этого «будет сложно достичь».

Chatham House также отмечает, что потребуются более резкие сокращения, «если предположения о вкладе технологий CCS окажутся оптимистичными».Там написано:

«Для выхода за пределы 2DS потребуются преобразующие действия по замене клинкера, новым цементам и CCS, а также развертывание множества подходов со стороны спроса за пределами сектора для снижения общего потребления. Они также становятся более важными, если CCS оказывается слишком сложным для масштабирования».

Могут ли «новые» цементы сократить выбросы?

Некоторые компании исследуют «новые» цементы, которые полностью устраняют необходимость в портландклинкере. Если бы они могли соперничать по стоимости и характеристикам с портландцементом, они бы предложили способ значительного сокращения выбросов.

Однако ни один из них еще не получил широкомасштабного коммерческого использования и в настоящее время используется только в нишевых приложениях. Кроме того, инновации в этом секторе, как показывает глобальный патентный поиск, проведенный Chatham House, обычно сосредоточены на постепенных изменениях, с ограниченным вниманием к новым цементам.

Цементы на основе геополимеров, например, находятся в центре внимания исследований с 1970-х годов. В них не используется карбонат кальция в качестве ключевого ингредиента, они затвердевают при комнатной температуре и выделяют только воду. Zeobond и banahUK входят в число компаний, производящих их, и обе заявляют о сокращении выбросов примерно на 80-90% по сравнению с портландцементом.

Существует также несколько фирм, разрабатывающих цементы «углеродного отверждения», которые при затвердевании поглощают CO2, а не воду. Если это поглощение CO2 может быть сделано выше, чем CO2, выделяемый во время их производства, цементы потенциально могут использоваться в качестве поглотителей углерода.

Шлакоблок Solidia Concrete™. Кредит: Солидия

Американская фирма Solidia, например, утверждает, что ее бетон выделяет на 70% меньше CO2, чем портландцемент, включая эту стадию секвестрации. В настоящее время фирма сотрудничает с крупным производителем цемента LafargeHolcim.

Точно так же британский стартап Novacem — дочерняя компания Имперского колледжа Лондона — заявил в 2008 году, что замена портландцемента его «углеродно-отрицательным» продуктом позволит отрасли стать чистым поглотителем выбросов CO2. Однако фирме не удалось собрать достаточно средств для продолжения исследований и производства.

Другие фирмы используют совершенно другие материалы для производства цемента. Стартап Biomason из Северной Каролины, например, использует бактерии для выращивания цементных кирпичей, которые, по его словам, обладают такой же прочностью, что и традиционная каменная кладка, и улавливают углерод.

В приведенной ниже таблице от Chatham House обобщены этапы развития нескольких альтернативных технологий производства цемента.

Низкоуглеродистые цементы на разных стадиях инновационного цикла. Источник: Чатем-Хаус (2018 г.).

Каковы барьеры для низкоуглеродистого цемента?

Существует несколько причин, по которым низкоклинкерные или новые цементы до сих пор не получили широкого распространения.

Эти технологии менее опробованы, чем портландцемент, который веками использовался в строительстве.Это приводит к сопротивлению со стороны потребителей цемента, особенно в секторе, который по понятным причинам ставит безопасность в приоритет. Многие из этих новых технологий также недостаточно развиты, чтобы получить широкое распространение.

Альтернативы

также, как правило, имеют более ограниченное применение, а это означает, что не может быть единственной замены портландцементу. Поэтому их использование будет означать отход от предписывающих стандартов. В настоящее время почти все стандарты, нормы проектирования и протоколы испытаний цементных вяжущих и бетона основаны на использовании портландцемента, отмечает Chatham House. Он добавляет:

«Новые подходы и особенно новые отраслевые стандарты требуют много обсуждений и испытаний. Например, на утверждение и внедрение нового стандарта в ЕС могут уйти десятилетия».

Тем не менее, недавние достижения в области испытаний материалов для бетона могут позволить лучше понять его химический состав, давая больше уверенности в корректировке отраслевых стандартов.

Альтернативные цементы также должны быть в состоянии конкурировать с портландцементом по стоимости, особенно в отсутствие сильного регулирующего или политического давления, такого как цены на углерод.Но переход может потребовать инвестиций в новое оборудование или более дорогие материалы, на окупаемость которых может уйти несколько лет, говорит Chatham House.

Доступ к достаточному количеству сырья, необходимого для некоторых цементов, также является важным фактором. Например, местная доступность летучей золы — побочного продукта сжигания угля и одного из наиболее часто используемых заменителей клинкера — снижается по мере закрытия угольных электростанций.

Можно ли снизить спрос на цемент?

Сокращение спроса на цемент также может помочь ограничить выбросы, особенно в развивающихся странах.Например, Chatham House подчеркивает, как городские проекты, основанные на системе «капиллярной паутины» и пешеходах, а не автомобилях, могут использовать на треть меньше бетона. Точно так же принципы готических соборов были использованы для проектирования современных бетонных полов, которые на 70% легче, чем обычные аналоги.

Использование концепции «экономики замкнутого цикла», позволяющей повторно использовать модульные части зданий, также может сыграть свою роль, как и максимальное увеличение срока службы инфраструктуры. Китай, например, подвергся критике за строительство новых некачественных зданий, которые могут простоять только 25-30 лет, прежде чем их снесут.

Бетонные ступени, являющиеся частью морской стены и защитных сооружений на пляже Блэкпул. Предоставлено: Manor Photography/Alamy Stock Photo.

Бетон в зданиях также можно заменить древесиной, что потенциально позволит улавливать и хранить CO2. Некоторые новые виды инженерной древесины, такие как ламинированная древесина, открывают больше возможностей для строительства. Однако экономия углерода за счет использования в зданиях древесины вместо стали и бетона не гарантируется.

Старый бетон также можно измельчить и повторно использовать в таких проектах, как дорожные работы.Однако бетон потеряет свои вяжущие свойства, если не будет произведен новый клинкер.

Регулируются ли выбросы цемента?

Цемент часто считается слишком сложным для обезуглероживания, наряду с другими секторами, такими как авиация и сталь. Как отмечается в одном недавнем отчете, если выбросы цемента вообще упоминаются в публичных дебатах, «как правило, это означает, что с ними мало что можно сделать».

В результате цементная промышленность столкнулась с меньшим политическим и коммерческим давлением по сравнению с энергетическим сектором, сообщил в интервью Carbon Brief Феликс Престон.Престон — старший научный сотрудник Chatham House и соавтор отчета по цементу. Он говорит, что в этом секторе по-прежнему доминирует горстка крупных фирм, которые контролируют большую часть рынка. Престон добавляет:

«[Эти фирмы] часто доминируют или очень влиятельны в определенной географической области, а также на мировой арене. Я думаю, что это затруднило — и до сих пор трудно — настаивать на радикальных переменах. Они не обязательно видят немедленный стимул для принятия амбициозных действий.

ЕС считает, что цемент подвергается значительному риску утечки углерода, а это означает, что он получает бесплатные квоты в Системе торговли выбросами ЕС (EU ETS). В преддверии реформ ЕС ETS 2017 года экологический комитет Европейского парламента (ENVI) безуспешно предлагал прекратить это бесплатное распределение. По словам Chatham House, введение минимальных цен на выбросы углерода, рассматриваемое в нескольких странах-членах, все еще может повлиять на сектор.

Ожидается, что китайская ETS

будет расширена за счет включения цемента, хотя на первом этапе она будет охватывать только энергетический сектор.

Цементная промышленность принимает меры?

В рамках CSI производители, на долю которых приходится 30% мирового производства цемента, уже около двух десятилетий совместно работают над инициативами в области устойчивого развития, включая сокращение выбросов. На парижской конференции по климату группа объявила о планах сократить свои коллективные выбросы на 20-25% к 2030 году. Это будет уровень амбиций, аналогичный описанному выше сценарию «ниже 2C».

Тем временем Всемирная ассоциация производителей цемента (WCA) разрабатывает «План действий по борьбе с изменением климата», который должен быть опубликован в конце этого месяца.Нынешние технологии могут обеспечить только половину сокращения выбросов CO2, необходимого для достижения цели 2C Парижского соглашения, недавно предупредила WCA делегатов на своем «Глобальном форуме по изменению климата» в Париже. Членская база WCA представляет собой более миллиарда тонн годовой мощности по производству цемента.

Всемирная ассоциация производителей цемента (WCA) призывает участников отрасли активизировать усилия по быстрому и масштабному внедрению новых технологий для сокращения выбросов CO2, чтобы эффективно бороться с изменением климата. #цемент #устойчивое развитие #ClimateAction https://t.co/RUgEzIF1DC pic.twitter.com/PQHbl1EBT7
— World Cement Assoc. (@WorldCemAssoc) 5 июля 2018 г.

Недавно созданная Глобальная ассоциация производителей цемента и бетона (GCCA) также хочет улучшить экологические показатели отрасли. В январе 2019 года CSI приступит к работе по обеспечению устойчивого развития.

Несколько цементных фирм также уже ввели внутреннюю цену на углерод или планируют ее ввести.

Sharelines из этой истории

Из чего состоит цемент и как он используется в строительстве?

Какие материалы входят в состав цемента?

Есть много материалов, из которых состоит цемент, но наиболее распространенными являются:

Однако цемент можно комбинировать с мергелем, песком и железной рудой (в зависимости от требуемого применения). При нагревании вышеуказанные компоненты образуют твердое, похожее на камень вещество, которое затем тонко измельчается в порошкообразное вещество, известное как цемент!

Как производится цемент?

В современном строительстве цемент производится в лабораториях и проходит серию строгих химических и физических испытаний, чтобы убедиться, что он соответствует всем спецификациям, связанным со строительством. Большинство компаний, производящих цемент, будут использовать так называемый сухой метод. Этот тип производства включает в себя измельчение сырья (преимущественно известняка и глины) до состояния мощности. Затем его смешивают с другими материалами, включая железную руду, песок и летучую золу, смешивают и помещают в печь.

Когда цемент загружается в печь

Печи обычно устанавливаются примерно на 2700 градусов по Фаренгейту, чтобы эффективно работать с цементом.Большинство традиционных печей имеют диаметр примерно 10–14 футов, а некоторые промышленные печи достигают высоты 50-этажного дома. Печь состоит из двух частей: верхней и нижней. На верхнем конце вставляется тонкоизмельченный материал, который взрывается пламенем, образующимся на нижнем конце.

Пока материал горит в печи, некоторые элементы сгорают и превращаются в газы, и образуется новое вещество, известное как клинкер. Клинкер выглядит как маленькие серые шарики, и они отфильтровываются из нижней части печи, а затем охлаждаются до приемлемой температуры. После охлаждения клинкер измельчается и смешивается с гипсом и известняком, и теперь он готов к использованию в любом бетонном строительном проекте.

Забавный факт

Знаете ли вы, что содержимое цемента настолько тонко измельчено, что каждый 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен?

Почему мы используем портландцемент?

Портландцемент

остается наиболее используемым и распространенным типом цемента на строительном рынке. Он создан с использованием описанных выше методов, с основными материалами, включая известняк и глину в печи (это связующие материалы). Портландцемент обычно бывает двух цветов; серый и белый. Примерно в начале 19 века известь уступила место цементу, так как она принесла с собой ряд преимуществ:

Более быстрое время схватывания
Цемент обладает свойствами, которые позволяют ему затвердевать под водой (известь не затвердевает)
Цемент затвердевает быстрее, чем известь
Цемент также набирает прочность намного раньше, чем известь

Одна из основных причин, по которой мы до сих пор используем портландцемент, заключается в его исключительных связующих свойствах. Портландцемент способен обеспечить прочность элементов конструкции, он намного прочнее при сжимающих нагрузках и может использоваться как в цементном растворе, так и в бетоне. Это основной ингредиент для раствора и бетона.

Использование цемента в бетоне

Общеизвестно, что бетон состоит из гравия и песка (заполнителей), цемента, воды и воздуха. Вместе цемент и бетон работают вместе, создавая прочные конструкции, образуя бетонные полы для целых зданий. Бетону также можно придать любую форму.Бетон является самым популярным строительным материалом во всем мире и используется в качестве несущего элемента (термин, который относится к использованию одиночного или множественного расположения прямоугольных элементов для поддержки значительных структурных нагрузок для конструкций).

Для чего используется цемент?

Цемент

чаще всего используется при строительстве крупных объектов как на бытовом, так и на промышленном уровне. От строительства стен, полов и крыш в вашем доме до строительства школ, автостоянок, больниц и даже плотин. Бетон является одним из самых универсальных материалов в строительной отрасли, и его можно смешивать и создавать для удовлетворения практически любых требований, будь то облицовка вашего бассейна дома или строительство школы.

Альтернативы портландцементу

Существуют материалы, которые можно использовать вместо портландцемента, в том числе:

Зола-уноса (побочный продукт электростанций, работающих на угле)
Рисовая шелуха
Шлак доменный молотый гранулированный
Мелкий известняк

Различные виды цемента

Ниже мы подробно описали различные типы цемента и их применение:

Цемент ПВХ – Цемент ПВХ обычно предназначен для различных дренажных и сантехнических нужд.ПВХ идеально подходит для фильтрации сточных вод и любых отходов.

Асфальтобетон – используется в основном для дорожных смесей. Он сделан из грубого 5% асфальтового вяжущего и 95% заполнителей, которые в основном состоят из песка и гравия. Асфальтовый вяжущий материал чрезвычайно порчен, и именно поэтому его необходимо прослушивать и смешивать с заполнителем на сертифицированном смесительном заводе.

Цементные плиты – состоят из цемента, содержащего целлюлозу. Плиты обычно используются в качестве подложки и предпочтительнее гипса, покрытого бумагой.Плитка обычно используется в местах, подверженных воздействию воды, поэтому важно установить щит, который является водостойким. Цементные плиты прекрасно справляются с этой задачей.

Противопожарный цемент – термостойкий цемент на основе замазки, используемый для герметизации швов в горячих зонах (например, в печах). Огнеупорный цемент также используется при креплении огнеупорных кирпичей.

Костный цемент – костный цемент не имеет отношения к строительству. Костные цементы существуют уже давно и используются в ортопедической хирургии.

Фиброцемент – композиционный материал, сочетающий цемент с волокнами целлюлозы. Применяется как в бытовом, так и в промышленном строительстве, обычно в кровельных работах зданий. Большинство фиброцементных плит предварительно окрашены (или окрашены), но если они не окрашены, вы можете сделать это после их установки.

Зеленый цемент – этот тип клемента изготавливается из кальцинированной глины и порошкообразного известняка. Как следует из названия, производственный процесс зеленого цемента снижает выбросы углерода.Мало того, сырой цемент обладает повышенной механической прочностью.

Гидравлический цемент – вид цемента, изготовленный из известняка, гипса и глины, обожженных при очень высоких температурах. В результате получается гидравлический цемент. Сохнет очень быстро, всего за несколько минут. В случае негидравлического цемента применяется другой подход к затвердеванию, и может пройти до одного месяца или более, прежде чем его можно будет использовать.

Каучуковый цемент – не используется в строительстве; резиновый клей используется для склеивания и переплета таких предметов, как книги и фотографии. Это клейкий материал с гибкой связью.

Белый цемент – очень прочный тип цемента, который в основном используется для обеспечения потрясающих и последовательных дизайнерских решений. Это декоративный тип цемента, используемый в основном в домашних условиях, особенно в архитектурном бетоне.

Является ли цемент лучшим строительным материалом?

Цемент, безусловно, является одним из самых популярных строительных материалов во всем мире и очень универсален, что делает его фантастическим вариантом практически для любых бытовых или промышленных строительных работ.Цемент также является одним из самых экономичных строительных материалов, и потребность в ремонте часто очень мала. Тем не менее, цемент приносит наибольшую пользу, когда он сочетается с бетоном. В то время как цемент очень прочен, бетон прочнее, поскольку он использует цемент как часть процесса агрегации.

Мы написали статью о том, что такое бетон и почему он необходим в строительной отрасли.

Нужна помощь в укладке вашей промышленной или коммерческой собственности? Связаться с экспертами

Наши подрядчики по бетону могут помочь заказчикам, занимающимся крупномасштабными строительными проектами.Для профессиональной укладки бетона как на бытовом, так и на промышленном уровне наша команда с более чем 40-летним опытом может построить потрясающие бетонные полы для вашей собственности. Мы специализируемся на полированных и промышленных бетонных полах, а также композитных металлических настилах.

Выберите из полированного бетона для потрясающей, долговечной отделки больших внутренних помещений, промышленного бетона, для автостоянок и других мест с интенсивным движением, до композитного металлического настила для закладки фундамента вашего бетона.Наши услуги по укладке бетонных полов распространяются по всей Великобритании: от укладки бетона на многоэтажных автостоянках и складах до установки потрясающих полированных бетонных полов на всю жизнь в университетах.

Наша услуга предназначена для того, чтобы быть быстрой, эффективной и обеспечивать пожизненные результаты для вашей коммерческой недвижимости. Когда вы будете готовы связаться с нами, просто введите свои данные и запрос в нашу контактную форму или позвоните нам по указанному выше номеру.

Портландцемент – обзор

3.2.1 Портландцемент и цементы с добавками

Портландцемент — это коммерческий продукт, производимый во всем мире с довольно постоянным годовым объемом производства около 4100 (миллионов тонн, млн тонн) с 2013 года (IEA, 2019). Основными производителями в 2019 году были Китай (2200 млн тонн), Индия (320 млн тонн), Вьетнам (95 млн тонн), США (89 млн тонн) и Египет (76 млн тонн) (Statista, 2020). Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, которое производится в соответствии с национальными, региональными и международными спецификациями. Обзор европейских, австралийских и американских стандартов на цемент дан в другом месте (Harrisson, 2019). ASTM C150/C150M содержит стандартную спецификацию портландцемента и соответствующие тесты, включающие тонкость помола, химический анализ, прочность, содержание воздуха, время схватывания и сульфатостойкость, как описано в главе 12.

Сырье для портландцемента — это природные минералы, содержащие в основном кальций (например, известняк) и кремнезем (например, глина). Эти материалы подвергаются нескольким промышленным процессам, включая добычу, хранение, измельчение и измельчение, смешивание и обжиг для производства портландцемента (Nigri et al., 2010; Глассер, 2011; Абдель Рахман и др., 2014b; Новозеландский институт химии, 2017; Стротер, 2019). Рис. 3.3 иллюстрирует эти процессы в мокрой и сухой технологиях производства портландцемента. Сырье измельчают, измельчают и смешивают для получения однородного корма. Затем корм сжигают, охлаждают, смешивают с добавками, подвергают окончательному измельчению и хранят. Процесс обжига оптимизирован для минимизации свободной извести и максимального образования негидратированных фаз за счет применения комбинации химических и физических средств контроля. Во время горения происходят различные реакции, в том числе разложение, диффузия, плавление, жидкофазное спекание, зародышеобразование и рост кристаллов, полиморфное превращение и испарение/конденсация (Glasser, 2003). Подробные обсуждения образования негидратированных фаз можно найти в других источниках (Glasser, 2003, 2011; Telschow, 2012; Harrisson, 2019).

Рис. 3.3. Сухая и мокрая технологии производства портландцемента.

Авторские права принадлежат Абдель Рахман Р.О., Рахимов Р.З., Рахимова Н.Р., Ожован М.И., 2014а. Вяжущие материалы для иммобилизации ядерных отходов. Wiley, Нью-Йорк, ISBN: 9781118512005. http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118512006,subjectCd-CH50.html. https://doi.org/10.1002/9781118511992.

В технологии мокрого производства мокрый помол используется для получения однородного шлама; затем его сушат. В технологии сухого производства используется сухое измельчение сырья, которое впоследствии требует больше энергии на этом этапе, но снижает затраты энергии на этапе сушки. Топливо, используемое во вращающейся печи мокрого типа (5,3–7,1 ГДж/т), намного больше, чем топливо, используемое в сушильной печи с четырьмя или пятью ступенями подогревателя (3,2–3,5 ГДж/т) (Worrell and Galitsky, 2004; Lu et al., 2009). Промышленность портландцемента зависит от использования программы обеспечения качества, в которой используются различные технологии характеризации различной сложности для обеспечения соответствия спецификациям.

Производимый портландцемент состоит из извести (CaO; 60–65 масс.%), кремнезема (SiO ₂ ; 21–24 масс.%), глинозема (Al ₂ O ₃ ), оксидов железа (Fe ₂ O ₃ ; 3–8 масс.%), а также некоторые примеси, образующие основные и второстепенные негидратированные цементные фазы (Abdel Rahman and Ojovan, 2016).Химические аббревиатуры, используемые при описании химии цемента, сокращают формулу оксида до первой буквы (например, C для CaO, S для SiO ₂ и т. д.). Чистые основные негидратированные фазы представляют собой силикаты ди- и трикальция (C ₂ S и C ₃ S), алюминат трикальция (C ₃ A) и алюмоферрит тетракальция (C ₄ AF). . Количество этих фаз влияет на реакции гидратации и, следовательно, на характеристики и долговечность цементных SSC.Глава 4 посвящена реакциям гидратации и их влиянию на свойства затвердевшего цемента. Количества основных негидратированных цементных фаз определяют с помощью расчетов или методов характеризации. Уравнения Бога используются для определения этих фаз по процентному содержанию оксидов, полученному в результате химического анализа портландцемента (Bogue, 1955; Glasser, 2003; Abdel Rahman et al., 2014c; Harrisson, 2019; Strother, 2019). Кроме того, метод дифракции рентгеновских лучей используется для обнаружения основных минералов гидратации (т.э., алит и белит), которые представляют собой нечистые ди- и трикальциевые силикаты. Впоследствии количества алита и белита, обнаруженные с помощью рентгеновской дифракции, превышают количества, оцененные по уравнениям Бога (Strother, 2019). Рентгеновская дифракция широко используется в программах обеспечения качества в цементной промышленности для измерения фаз портландцемента, однако уравнения Бога все еще используются.

Как производится цемент: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Как производится цемент: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

В MIT придумали, как делать цемент без использования ископаемого топлива: с помощью электричества

Производство цемента: оборудование и технология

Оборудование, используемое в цементном производстве

Разновидности и марки цемента

Изготовление портландцемента

Из чего делают цемент | Из чего это сделано

Прочность

Цементные заводы России — полный список производителей

«Подольский цемент» сбросит газ – Газета «Ъ» Украина – Коммерсантъ

стратегия

Виды и марки цемента, его свойства и применение

Производство цемента

Виды цемента

Марки цемента

Применение

Немного истории цемента — Цемент и бетон

Немного истории цемента

Как производится цемент

Бетон и цемент: в чем разница?

Бетон и цемент: в чем разница?

Итак, из чего сделан цемент?

Как производится цемент?

(Видео) Как производится цемент — CEMEX USA

1.Добыча сырья

2. Транспортировка сырья

3. Дробление

4. Предварительная гомогенизация

5. Склад сырья

6. Сырьевая мельница

7. Гомогенизация сырьевой муки

8. Прокаливание

9. Измельчение цемента

10. Упаковка и транспортировка цемента

Что такое цемент и Пример изготовления цемента

Пример производства цемента

Вопросы и ответы: почему выбросы цемента влияют на изменение климата

Что такое цемент?

Почему цемент выделяет так много CO2?

В каких странах высокие выбросы цемента?

Уменьшились ли выбросы цемента?

Насколько можно сократить выбросы цемента?

Могут ли «новые» цементы сократить выбросы?

Каковы барьеры для низкоуглеродистого цемента?

Можно ли снизить спрос на цемент?

Регулируются ли выбросы цемента?

Цементная промышленность принимает меры?

Из чего состоит цемент и как он используется в строительстве?

Какие материалы входят в состав цемента?

Как производится цемент?

Когда цемент загружается в печь

Забавный факт

Почему мы используем портландцемент?

Использование цемента в бетоне

Для чего используется цемент?

Альтернативы портландцементу

Различные виды цемента

Портландцемент – обзор

3.2.1 Портландцемент и цементы с добавками

Комментариев нет

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики