Виды цемента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Виды цемента

2. Технология производства цемента

2.1 Мокрый способ производства цемента

2.2 Сухой способ производства цемента

2.3 Комбинированный способ производства цемента

Заключение

Используемая литература

Введение

Цемент (нем. Zement), собирательное название порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешивании с водой (иногда с водными растворами солей) образовывать пластичную массу, приобретающую затем камневидное состояние. цемент порошкообразный камневидный

Без цемента не обходится ни одно строительство, поэтому цемент является одним из важнейших строительных материалов. Его применяют для производства бетонов, бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, асбестоцементных изделий. Изготовляют цемент на крупных механизированных и автоматизированных заводах. Цемент - это название группы гидравлических вяжущих веществ, главной составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция, образовавшиеся при высокотемпературной обработке сырьевых материалов, доведенных до частичного или полного плавления.

1. Виды цемента

Портландцемент (от англ. Portland - название полуострова на Ю. Великобритании). Портландцемент и его разновидности наиболее распространённый в строительстве.

Сульфатостойкий портландцемент

Сульфатостойкий портландцемент - разновидность портландцемента. По сравнению с обычным портландцементом обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод.

Цветной цемент

Цветной цемент получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома.

Белый цемент (БЦ)

Белый цемент изготовляют из маложелезистого клинкера.

Шлаковый цемент

Шлаковый цемент - общее название цементов, получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами.

Тампонажный цемент

Тампонажный цемент - разновидность портландцемента, и предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин. Тампонажный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса.

Пуццолановый цемент

Пуццолановый цемент - собирательное название группы цементов, в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок.

Напрягающий цемент

Напрягающий цемент, разновидность расширяющегося цемента, получаемая совместным помолом портландцементного клинкера (65%), глинозёмистого шлака (15%), гипсового камня и извести (5%).

Глиноземестый цемент (ГЛЦ)

Глиноземестый цемент - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания или сплавления сырьевой смеси, богатой глиноземом.

2. Технологии производства цемента

Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента. Основным сырьем для производства цемента, являются:

Карбонатные породы: известняк, мел, ракушечник, мрамор, известковый туф и пр.

Также добавляются различные дозированные добавки такие как гипс, шлак, песок и другие компоненты, позволяющие получить цемент с самыми различными свойствами. Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок. Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости цемента. А происходит это следующим образом: первая стадия - это добыча сырьевых материалов. Разработка известняковых месторождений ведется обычно сносом, т. е. часть горы «сносят вниз», открывая тем самым слой желтовато-зеленого известняка, который используется для производства цемента. Этот слой находится, как правило, на глубине до 10 м (до этой глубины он встречается четыре раза), и по толщине достигает 0,7 м. Затем этот материал отправляется по транспортеру на измельчение до кусков равных 10 см в диаметре. После этого известняк подсушивается, и идет процесс помола и смешивания его с другими компонентами. Далее эта сырьевая смесь подвергается обжигу. Так получают клинкер. Вторая стадия тоже состоит из нескольких этапов. Это: дробление клинкера, сушка минеральных добавок, дробление гипсового камня, помол клинкера совместно с гипсом и активными минеральными добавками. Однако надо учитывать, что сырьевой материал не бывает всегда одинаковым, да и физико-технические характеристики (такие как прочность, влажность и т. д.) у сырья различные. Поэтому для каждого вида сырья был разработан свой способ производства. К тому же это помогает обеспечить хороший однородный помол и полное перемешивание компонентов. В цементной промышленности используют три способа производства, в основе которых лежат различные технологические приемы подготовки сырьевого материала: мокрый, сухой и комбинированный.

Большое значение для выбора способа производства имеют физические и химические свойства сырьевых материалов -- постоянство химического состава компонентов сырья, способность шлама фильтроваться и сырьевой смеси гранулироваться, прочность и термостойкость гранул и др.

2.1 Мокрый способ производства цемента

При мокром способе сырьевую смесь измельчают с добавлением воды. Получаемая сметанообразная жидкость - шлам - содержит 32 - 45 % воды. Далее шлам поступает в печь для обжига, диаметр которой достигает 7 м, а длина - 200 м и более, где сырьевые материалы по сухому способу предварительно высушивают, а затем совместно измельчают. При обжиге из сырья выделяются углекислоты. После этого шарики-клинкеры, которые образуются на выходе из печи, растирают в тонкий порошок, который и называют сырьевой мукой. Вместо устанавливаемой на новых заводах роторной мельницы на многих ранее построенных заводах применяют болтушку. При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она попадает в бункер, откуда вместе с известняком поступает в мельницу. Глину до роторной мельницы или болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями. Если при производстве по мокрому способу сырьевую смесь составляют из одних твердых материалов - известняка, мергелей и глинистых сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В этом случае в схеме отсутствует роторная мельница или болтушка. При изготовлении портландцемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в роторных мельницах, в болтушках или мельницах самоизмельчения "Гидрофол", после чего дополнительно размалывают в шаровых мельницах. Воду добавляют на первой стадии процесса и материалы дозируют перед поступлением в болтушки. Так как при соприкосновении мелкого порошка, образующегося при помоле, с влагой материала образуется пластичная масса, которая налипает на внутреннюю поверхность агрегата и препятствует дальнейшему помолу, то дробленные сырьевые материалы с естественной влажностью размалывать нельзя. Поэтому после выходы из дробилки сырьевые материалы высушивают и затем наплавляют в мельницу, где перемалывают в тонкий порошок. Однородные по физическим свойствам материалы можно дробить и сушить в одних и тех же аппаратах. В случае применения гранулированного шлака его подсушивают без предварительного дробления. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате - мельнице. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь. Поэтому при значительных колебаниях химического состава известнякового и глинистого компонента он чаще применяется. Этот способ используют и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмачивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа - значительно больший расход топлива. Мокрая технология производства цемента становится все менее превликательной для производства, так как имеет один серьезный недостаток - высокий удельный расход топлива на единицу продукции. Это вызвано необходимостью испарения во вращающейся печи большого количества влаги. На сегодняшний день, используемый на многих российских заводах, мокрый способ, является основным фактором, сдерживающим рост эффективности производства отечественной цементной промышленности. И, именно поэтому, мокрому способу на смену приходит, более современный, сухой способ производства цемента.

Схема производства портландцемента по мокрому способу во вращающихся печах

2.2 Сухой способ производства цемента

При сухом способе производства дробленые сырьевые материалы высушиваются и тонко измельчаются. Полученная сырьевая мука после корректирования и усреднения до заданного химического состава обжигается во вращающихся или шахтных печах. Схемы производства портландцемента по сухому способу производства в шахтных и вращающихся печах приведены ниже. При сухом способе производства цемента на обжиг клинкера расходуется от 750 до 1200 ккол/кг клинкера, при мокром способе производства--от 1200 до 1600 и выше ккал/кг клинкера, Сухой способ производства цемента целесообразен при сырье с относительно меньшей влажностью и более однородным составом или в случае, когда в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Так же его применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля с малым содержанием летучих частиц, сжигаемых в шахтных печах.

При производстве портландцемента сухом способом применяют не только вращающиеся печи с циклонными теплообменниками, но и вращающиеся печи, печи с конвейерными кальцинаторами, а также вращающиеся печи без запечных теплообменных устройств. Однако печи с циклонными теплообменниками более эффективны.

Выбор типа печи для обжига зависит от состава сырья. Если в качестве сырья используют непластичный, глинистый компонент, то обжиг ведут только во вращающихся печах. При пластичном глинистом компоненте можно вести обжиг как во вращающихся, так и в шахтных печах. В последнем случае сырьевую смесь вначале увлажняют в смесительных шнеках водой до 8 - 10 %-ной влажности. Затем массу подают в грануляторы, где она вместе с дополнительно подводимой водой превращается в гранулы с влажностью 12 - 14 %. Эти гранулы и поступают в печь. Чаще топливо размалывается совместно с сырьевыми материалами, и сырьевая смесь, а также полученные из нее гранулы приобретают черный цвет. При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка. Мазут подвергается лишь подогреву.

При сухом способе производства цемента, в отличие от мокрого, расходуется значительно меньше топлива и, по всей видимости, именно ему принадлежит будущее цементной промышленности. Удельный расход сырья зависит от его химического состава и зольности топлива и составляет 1,5 - 2,4 т на 1 т клинкера. Расход электроэнергии на 1 т выпускаемого цемента составляет 80 - 100 кВт ч.

Схема производства портландцемента по сухому способу в механизированных шахтных печах

2.3 Комбинированный способ производства цемента

Комбинированный способ производства заключается в том, что сырьевые материалы перерабатываются мокрым способом в шлам и затем перед поступлением в печь обезвоживаются в шлам фильтрах до остаточной влажности 16--19%. Отфильтрованный «сухарь» смешивается с пылью, уловленной из печных газов, для того чтобы предотвратить слипание «сухаря». Смесь сухаря и пыли разрыхляют и подают с влажностью 12--13% в печь для обжига. К комбинированному способу производства относят также обжиг сырьевого шлама во вращающихся печах, оснащенных концентраторами. Шлам подсушивается в запечных концентраторах отходящими газами вращающихся печей до остаточной влажности 6--10% и затем поступает почти сухой в печь для обжига.

Схема производства портландцемента по комбинированному способу во вращающихся печах

Для каждого способа используется определенный вид оборудования и строго определенная последовательность операций.

Заключение

Сегодня, главным недостатком российских цементных заводов является то, что они используют мокрый способ производства цемента, который гораздо более энергоемкий, чем используемый в развитых странах мира сухой способ. Поэтому для компаний важно постепенно переходить на более прогрессивные энергосберегающие технологии.

Размещено на Allbest.ru