Преимущества и технологии цементного мини-завода

Описание мини-завода – отличия от масштабных линий производства

Согласно официальным статистическим данным, спрос на цемент растет с каждым годом на 5%. Для удовлетворения локального дефицита в конкретном районе города или области имеет смысл организовать небольшое производство. В этом случае строить крупномасштабный завод нет смысла.

Производство цемента в России

Мини-линию можно установить вблизи стройки и не тратить дополнительные средства на транспортировку, что снизит себестоимость продукции. И строительной компании от этого будет своя выгода, поскольку снизится и розничная цена цемента. Часто компании заключают подрядные договоры с мини-заводами, размещают комплекс на своей территории и имеют более выгодные условия.

Плюсы мини-завода по изготовлению цемента:

можно установить его на небольшой площади, даже на улице;
мобильность – можно легко собрать/разобрать и перевезти на новое место; Мини завод по производству цемента
экономичность – низкое потребление ресурсов (воды, электроэнергии, топлива);
быстрая окупаемость вложенных средств;
сервисное обслуживание – производители предлагают своих специалистов для отладки процесса изготовления, а также гарантийное обслуживание мини-линии в течение года.

Его недостатком является только более низкая производительность, по сравнению с крупными заводами, однако, и в этом есть преимущество – не нужно больших складских помещений. А если есть договоренность со строительными компаниями, то можно поставлять для них цемент без упаковки – это снизит себестоимость.

Составные элементы производственного комплекса

Мини-завод по производству цемента должен включать следующие механизмы и узы:

дробильно-сырьевой узел для обработки сырья;
помольный механизм; План схема агломерации (дробления, мойки, сушки)
печно-обжигательный комплекс;
узел дробления и смешивания гипса и клинкера;
механизм помола цемента;
упаковочный агрегат;
лабораторный комплекс для контроля качества.

Технические характеристики оборудования на примере мини-завода Т-100-190, страна-производитель – Россия.

мощность комплексов – до 250 кВт/ч;
производительность – до 100 т в сутки; Мини завод по производству цемента, Россия
необходимые производственные площади – 4800 м 2 , из них закрытые для склада сырья и готового продукта – 1300 м 2 ;
количество обслуживающего персонала – 42 человека для работы в три смены (сутки);
стоимость – 123 000 000 рублей.

Менее производительный комплекс – Dry Mill от компании Росатех. Характеристики:

производительность – 4 т в час;
мощность – 700 кВт;
необходимая площадь – 50*100 м 2 ;
вес комплекса – 170 т;
стоимость – 2 900 000 рублей.

Китайские производственные комплексы будут стоить гораздо дороже, например, LUN-PRC, выработкой 120000 тонн в год, цена 137 700 000 рублей.

Технология производства

Процесс производства состоит из нескольких этапов:

подготовка сырья. Исходное сырье, поступающее с добывающих карьеров на производство, имеет различные фракции. Для начала, его следует очистить от посторонних примесей с помощью сита. Далее сырье направляется в бункер для помола. Процесс производства цемента
измельчение всех компонентов. Известняк и глина должны измельчаться отдельно друг от друга. Для этого предусмотрены специальные камеры. Измельченная смесь транспортируется в отдел гомогенизации;
следующий этап – смешивание всех компонентов. С помощью дозаторов исходное сырье поступает в смесительный бункер. Пропорции закладываются в систему автоматизированного управления комплексом заранее, согласно выбранной рецептуре. Далее – смешивание и помол полученной смеси. В результате последнего измельчения необходимо добиться однородной массы, чтобы отдельные фракции всех компонентов были одинаковыми; Технология производства цемента в общих чертах
гранулирование. В полученное сырье добавляется небольшое количество воды, и формируются гранулы. Этот этап может быть опущен, в зависимости от комплектации оборудования;
обжиг клинкера. Процесс обжига осуществляется с помощью печной установки. Объем печи небольшой – это необходимо для лучшего теплообмена компонентов. На выходе получается клинкер – цемент разных фракций. Есть некоторые модели мини-заводов, которые рассчитаны на определенный вид топлива для печи обжига. Например, оборудование от компании ЛОРИС, работает только на угле. Это стоит учитывать при приобретении комплекса, поскольку нужно будет позаботиться о закупке и хранении топлива. Есть более простые модели, работающие на природном газе; Схема изготовления цемента на заводе
помол цемента – его нужно привести к однородному состоянию. Для этого снова используются дробильные механизмы. На этом этапе необходимо добавлять гипс в состав цемента, в пропорциях, согласно рецептуре. Процесс проходит в достаточно мощных бункерах – 75% потребляемой электроэнергии приходится на эти действия;
фасовка и упаковка готового продукта. Дозирующий механизм наполняет сухой смесью бумажные мешки, которые затем направляются по конвейерной ленте на склад готовой продукции.

Материал для производства

Основными составляющими портландцемента являются:

известняк – природный компонент, который должен содержать не менее 50% оксида кальция и не более 5% карбоната кальция; Портландцемент
глина – в ее составе должен быть оксид алюминия – до 18% и диоксид кремния – не более 60%;
уголь – имеющий теплоту сгорания – 4000 ккал/кг;
гипс – сульфат кальция (минимум 75%);
минеральные добавки – согласно рецептуре.

Из чего делают цемент

Для производства одной тонны цемента понадобятся следующие объемы сырья:

известняк – 694 кг; Состав цемента
гипс – 50 кг;
глина – 125 кг;
уголь/зола – 80 кг;
добавки минеральные – 40 кг.

К тому же, приобрести разрешение и организовать добычу полезных ископаемых — довольно хлопотное и затратное дело.

Бизнес-план по производству

Для того, чтобы определить экономические выгоды мини-бизнеса по производству цемента, необходимо рассчитать себестоимость:

затраты сырья:
- известняк – 1,100 руб. за 1 кг * 694 кг = 763, 40;
- гипс – 6 руб. за 1 кг * 50 кг = 300, 00;
- глина – 10 руб. за 1 кг * 125 кг = 1250, 00; Производство цемента в РФ по регионам
- уголь – 4,20 руб. за 1 кг * 80 кг = 336, 00;
- итого – 2649,40;
Себестоимость месячного объема – 2200 * 4201,90 = 9 244 180,00.
Производство цемента в 2014-2016 году
Цена реализации 1 т — 6 000,00.
Выручка в месяц – 13 200 000,00.
Прибыль – 3 955 820,00.
Стоимость оборудования, обеспечивающего такую производительность – 123 000 000 рублей.
Как делают цемент – методы производства
Любое строительство или ремонтные работы невозможны без использования универсального строительного материала – цемента разных видов и марок. Мы настолько привыкли к этому продукту, что даже не задумываемся над проблемой, а как делают цемент. Можно ли его можно изготовить в домашних условиях и не переплачивать?
Сразу ответим на вопрос – можно ли сделать цемент своими руками? Имея необходимое оборудование и исходные материалы – получить цемент в домашних условиях можно. На данный момент времени в Российской Федерации большим спросом пользуются мини-заводы по производству цемента, мощностью порядка 120 000 тонн цемента в год. Производить же цемент для единичной стройки экономически невыгодно. Проще и дешевле купить этот необходимый строительный материал на заводе или в магазине.
Состав цемента
Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.
При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO₄·2H₂O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.
Производство цемента на заводах
На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:
- Мокрый способ.
- Сухой способ.
- Комбинированный метод.
Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.
циклы производства цемента
Сухой способ
Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.
Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.
Мокрый способ
Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.
Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.
Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.
Комбинированные способы
Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.
В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.
Как делают белый цемент
Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.
Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).
В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими компаниями: «Холсим» (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).
Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.
Заключение
Теперь вы знаете, как делают цемент на заводе в общем случае. Информацию как правильно делать цемент во всех подробностях, цифрах, схемах, таблицах и других тонкостях смотрите в специальной литературе.
Организация мини-цементного завода — объективная реальность
Решения и возможности ЗАО «Урал-Омега» в области организации локальных производств цементов и вяжущих — это технологические линии измельчения клинкера для получения портландцемента производительностью 10-20 т/ч; технологические линии производства смешанных и специальных цементов. Также наша компания рада представить оборудование для повышения производительности традиционных цементных заводов: дробилки предварительного дробления (подготовки) клинкера для последующего измельчения в шаровых мельницах.
1. Производство портландцемента
Предлагаемые нами технологические линии основаны на принципе организации производства цементов с использованием готового клинкера, полученного с внутреннего или импортируемого с внешних рынков.
Основой качественного цемента является качественный клинкер, получение которого невозможно в условиях установок малой производительности по причине сложности и энергоемкости технологического процесса. В свою очередь, помол клинкера и дополнительных компонентов для получения цемента, на наш взгляд возможно и целесообразно производить непосредственно рядом с рынками его применения – данное решение имеет значительные преимущества.
В отличие от цемента, качество которого находится в прямой зависимости от времени и условий транспортировки, хранения, клинкер, до момента его измельчения, является инертным материалом: не теряет своих свойств с течением времени и не требует особых условий хранения и транспортировки.
Целесообразность организации локальных производств портландцемента с помолом клинкера позволяет решить следующие объективные проблемы отрасли:
· Сложный логистический процесс и высокие транспортные затраты, связанные с транспортировкой готовой продукции.
· Нестабильность качества конечного продукта, которое прямо зависит от времени, условий хранения и транспортировки.
· Сложность обеспечения равномерной загрузки производства, связанной с сезонными колебаниями спроса и невозможностью создания запасов готового продукта.
Преимущества организации локальных производств:
· Возможность создания накопительных складов исходных компонентов и их длительное хранение.
· Гибкое реагирование на изменение объемов спроса и выпуск продукции «под-заказ».
· Расширение экспортных, региональных возможностей сбыта и производства цемента.
· Упрощение логистического процесса и снижение транспортных затрат: использование более дешевых способов транспортировки — перевозок полуфабрикатов с их последующей переработкой и т.д.
· Обеспечение стабильного качества и показателей активности конечного продукта.
Представленные преимущества объективны и практически не оспариваются участниками рынка.
Основными вопросами организации локальных помольных производств являются:
· стоимость и удельные затраты на организацию помола цемента в условиях локальных производств.
· обеспечение технологии производства и качества конечной продукции.
При сопоставимых параметрах работы локальных производств с традиционными на больших цементных заводах, описанная схема будет являться наиболее оптимальной и позволит добиться существенных преимуществ и снижения затрат. Наша компания готова предложить такое оборудование и технологические линии.
Представляемые линии являются полностью законченными решениями, и не требуют создания и использования дополнительных систем, включают в себя:
· Подготовку, предварительное дробление и дозацию компонентов.
· Измельчение с возможностью подачи дополнительных реагентов или ПАВ.
· Общую систему аспирации, систему управления.
· Упаковку готового продукта в биг-беги либо выгрузку в силосы.
Основой линий являются измельчительные комплексы КИ, обеспечивающие оптимальную производительность, необходимое качество конечного продукта и низкие удельные затраты.
Измельчение клинкера основано на принципе центробежно-ударного измельчения, который наилучшим образом подходит для переработки прочных и абразивных материалов.
Диапазон производительности линии помола клинкера в зависимости от типоразмера измельчительного комплекса КИ составляет: 2-10 т/ч.
Преимущества представленной линии:
· Комплексность — Полностью скомпонованная линия не требующая дополнительных систем и аспирации, малая занимаемая площадь.
· Малое энергопотребление – снижение энергозатрат на измельчение материалов по сравнению с другими способами помола (в частных случаях от 12 до 56%). При помоле цемента экономия общих удельных энергозатрат составляет от 10 до 30% в зависимости от марки и вида получаемого цемента. Низкая температура цемента исключает его ложное схватывание.
· Низкие удельные расходы – снижение затрат на изнашиваемые и заменяемые элементы за счет малой площади поверхности, подвергаемой износу. Отсутствует система смазки (требуется точечная низкопериодичная).
· Низкая продолжительность обслуживания и замены БИД (быстро изнашиваемых деталей) – исполнение полного перечня регламентных работ осуществляется за 2-3 часа.
· Гибкая технология – простой переход на производство другой марки цемента без необходимости настройки и остановки работы.
· Стабильность конечного продукта – качество продукции, определяемое зерновым составом, и производительность не зависят от состояния и степени износа быстро изнашиваемых элементов и оборудования. АСУ комплекса позволяет в «реальном времени» оптимизировать работу комплекса «по-параметру» и компенсировать нестабильность параметров исходного продукта.
· Качество конечного продукта соответствует требованиям ГОСТ (подтверждается испытанием цементов в бетонах).
В целом, затраты на измельчение по комплексу составляют:
(2,6х13 / Q =22-25т/ч)
Комплекс КИ
( Q =10т/ч)
Общие удельные энергозатраты, кВтч/т
Общая металлоемкость, т/(т/ч)
Время полного сервисного обслуживания
Периодичность сервисных остановок, т.
* — Данные параметры приведены в целом по комплексу измельчения, с учетом процессов загрузки, сепарации, аспирации.
Цементы, полученные в комплексах КИ, обладают рядом преимуществ перед цементами, полученными в шаровых мельницах:
· Более узкий зерновой состав. Содержание частиц размером 5-30 мкм после помола исходных материалов в центробежной мельнице может достигать более 60%, что обеспечивает высокую активность цемента.
· Бетонные смеси на цементах центробежно-ударного измельчения, вследствие их более узкого зернового состава по сравнению с цементами из шаровой мельницы, имеют меньшую водопотребность, что обеспечивает снижение расхода вяжущего.
· Бетоны на цементах центробежно-ударного измельчения по физико-механическим, деформативным и эксплуатационным свойствам не уступают аналогичным бетонам на товарных цементах.
2. Производство смешанных цементов
В настоящее время все более актуальным является производство цементов с пониженным содержанием клинкера. Эта потребность обусловлена следующими факторами:
· Возможностью существенного снижения себестоимости готового цемента без ухудшения свойств готовой продукции.
· Потребностью в низкомарочных вяжущих (200-300).
· Возможностью бесплатного или льготного использования техногенных отходов и необходимостью их утилизации.
Мы предлагаем комплексные линии производства ШПЦ производительностью до 10 т/ч, основанные на центробежно-ударном измельчении компонентов или смеси компонентов.
Схема цепи аппаратов технологической линии производства шлакового цемента основана на линии производства портландцемента. Линия переработки шлаковой составляющей может быть организована в виде отдельного комплекса сушки и измельчения с последующим смешиванием либо совместного измельчения компонентов.
Линия позволяет получать продукты: ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, низкомарочные вяжущие марки 200.
Все преимущества работы комплексов, обозначенные для измельчительных комплексов КИ в процессе производства портландцемента справедливы и для процессов помола доменного гранулированного шлака.
Свойства получаемых продуктов:
· Наибольшие физико-механические показатели шлакопортландцементов при различных условиях твердения достигаются при их изготовлении совместным помолом исходного портландцемента и доменного гранулированного шлака.
· Максимальная дозировка шлака для получения ШПЦ М400 при совместном помоле компонентов составляет 40%.
· Получение низкомарочных вяжущих марки 200 достигается смешиванием компонентов при содержании шлака до 70%.
· При совместном помоле ПЦ500 и 10% доменного гранулированного шлака активность полученного цемента не снижается.
· При совместном помоле 25, 60 и 75% шлака и ПЦ500 возможно получение ШПЦ400, ШПЦ300 и низкомарочного вяжущего М200
При помоле шлака в измельчительном комплексе КИ® с использованием дополнительного модуля классификации существует возможность получения двух продуктов: «мелкий» фракции 0-25мкм и «крупный» фракции 25-80мкм:
· при смешивании 30% «мелкого» шлака с ПЦ400 активность полученного ШПЦ400 увеличивается.
· при смешивании «крупного» шлака с товарным ПЦ400 возможно получение цементов низких марок в больших количествах.
Смешанные шлаковые цементы независимо от технологии получения обладают стандартными строительно-техническими характеристиками.
3. Предварительное дробление, подготовка клинкера для процесса измельчения
Простой резерв повышения производительности действующих традиционных цементных заводов, заключается в повышении эффективности работы мельниц помола клинкера. При сокращении исходной крупности питания клинкера с -50 мм до -5, -10мм возможно увеличение производительности действующих шаровых мельниц до 12-33% либо пропорциональное снижение энергоемкости данного передела. Одной из проблем организации стадии предварительного дробления клинкера является отсутствие оборудования, способного эффективно и с низкими расходами осуществить данную задачу: традиционные конусные дробилки не могут обеспечить эффективную переработку клинкера, т.к. фракции размером менее 20мм не подвергаются дроблению.
Установка центробежно-ударных дробилок ДЦ перед шаровыми мельницами, используемыми в стандартной технологической цепочке производства цемента, позволяет с высокой эффективностью и низкими эксплуатационными затратами организовать предварительное дробление клинкера:
· Низкие эксплуатационные затраты: дробилка не требует маслостанции, отсутсвуют отбойные элементы — используется самофутеровка камеры дробления и основных элементов износа.
· При использовании центробежных дробилок ДЦ практически все зерена исходного материала подвергаются дроблению.
· Питание мельницы после дробилки ДЦ является постоянным и однородным: износ БИД не влияет на качество и гранулометрию конечного продукта.
Характеристики ДЦ при дроблении портландцементного клинкера:
Значения показателей для дробилок ДЦ при получении продуктов различной крупности (самофутеровка), мм
Химический состав, свойства и порядок производства цемента
Без этого материала невозможно представить современную строительную площадку. Цемент уже более ста лет позволяет сооружать крепчайшие конструкции, его используют для проведения ремонтных работ, с его помощью выполняют отделку помещений, но при этом мало кто задумывается, из чего делают цемент.
Итак, что такое цемент? Этот материал представляет собой порошок, в основу которого входят неорганические соединения. Взаимодействуя с водой, этот порошок начинает твердеть и приобретать прочность монолитного, крепкого материала, заполняя заранее приготовленную форму.
Реакция происходит при обеспечении достаточной влажности. После набора прочности, конструкции из цемента могут служить длительное время без изменения основных свойств. Заводы, занимающиеся производством данного материала, стараются располагать в непосредственной близости к источнику добычи сырья, так как объемы переработки и перевозки материалов для изготовления цемента достаточно высоки.
Чтобы понять, из чего состоит цемент, достаточно показать химический состав цемента, самого используемого в строительстве, — портландцемент. Его изготавливают, применяя следующие пропорции:
- оксид кальция – не менее 60%;
- диоксид кремния – не менее 20%;
- глинозем – не менее 4%;
- оксид железа – не менее 2%;
- оксид магния – не менее 1%.
Формулы других видов цемента схожи, корректируется лишь количество каждого ингредиента.

Основные характеристики цемента
Строительные материалы, в том числе и цемент, чаще всего проверяют на соответствие следующим характеристикам:
- Прочность. Для проверки данной характеристики потребуется изготовить бетонный цилиндр, который впоследствии подвергают испытаниям на сжатие. Длительность воздействия на образец &mdsah; не менее 28 дней. Именно этот срок требуется для полного набора прочности материалу. После проверки и сравнения показателей в МПа, можно установить марку данного цемента, которые обозначаются: М200, М300, М400, М500, М600;
- Стойкость материала к воздействию коррозии. Находясь во влажной среде, бетонные конструкции, не обработанные специальными составами, подвергаются коррозии. Для устранения этого процесса рекомендуется использовать специальные добавки при формировании раствора для бетонирования. Тоже касается защиты от воздействия активных веществ и различной бытовой химии. Для работы в агрессивных средах и при повышенной влажности разработана специальная марка – пуццолановый цемент;
- Морозоустойчивость. Данная характеристика определяется в циклах заморозки и разморозки материала, при которых он способен сохранять свои изначальные свойства. При замерзании влаги в порах и микротрещинах бетонного основания происходит расширение, что влияет на качество бетона и приводит к его разрушению. Для усиления структуры бетона, необходимо использовать специальные присадки, которые позволяют бетону выдерживать резкие температурные перепады. Также присадки используются для организации работы в зимнее время;
- Водопотребность. Выражается в процентах по отношению к общему объему раствора требуемой пластичности. Максимальное значение водопотребности в портландцементе составляет 28%. Следует понимать, что смесь, которой требуется минимальное количество воды, дает более прочный и надежный бетон, а раствор, насыщенный водой, дает пористую структуру бетона, что характеризуется более низкой прочностью;
- Срок схватывания. Данный показатель важен для организации работ. Он не должен быть слишком длительным или коротким, чтобы не нарушать процесс выполнения заливки основания или кладки. Данная характеристика регулируется количеством гипса в сухой смеси. Если объем гипса выше – схватывание происходит быстрее, если ниже – медленнее. Оптимально процесс вставания цемента происходит в течение 10 часов, а начало схватывания находится в пределах 40-50 минут.
Типы продукции по сфере использования
Для проведения различных видов работ требуются определенные качества раствора. Широкое применение получил портландцемент, который может использоваться для производства большинства видов работ. Но для специальных условий требуются другие марки:
- Белый портландцемент. Данный материал отличает более тонкий помол и повышенное содержание гипса. Его применяют для оборудования наливных полов, так как белый цемент позволяет достичь высокого качества основания и привлекательного внешнего вида. При необходимости в состав цемента могут добавляться различные пигменты, что позволяет получать цветной раствор.
- Сульфатостойкий портландцемент. Предназначен для сооружения конструкций, подвергающихся многократным воздействиям агрессивной и влажной среды. Этот материал используют при изготовлении свай и быков для мостов.
- Шлаковый цемент. Используется для отливки конструкций и элементов, предназначенных для работы под водой или в земле.
- Пуццолановый цемент. Характеризуется отличным сопротивлением к воздействию пресных вод и используется для монтажа гидротехнических конструкций.
- Глиноземистый цемент. Данный материал применяется для возведения конструкций, работающих в морской воде, а также для производства ремонтных работ при отрицательных температурах.
Исходные материалы для приготовления
Размещение производства цемента стараются планировать рядом с основными запасами сырья. Сырьем являются природные горные породы, добываемые открытым способом. Итак, из чего производят цемент:
- Карбонатные породы. К ним относят: мел; ракушечник и прочие известняки; доломит; мергель. В промышленном производстве в основном применяются известняковые породы. Данный материал позволяет повысить эффективность взаимодействия в процессе обжига.
- Глинистые породы. К ним относят: глину; глинистые сланцы; суглинки; лесс. Данный материал необходим для обретения пластичности смеси и используется в основном при изготовлении цемента сухим способом.
- Добавки. Для получения определенных качеств цементного раствора, необходимо к основному составу добавлять вещества, которые способны корректировать свойства материала. К добавкам относят: глинозем; кремнезем; плавиковый шпат; апатиты.
Как готовят цемент на производстве
Основными веществами, из которых производят цемент, являются известняк и глина. Из этих двух составляющих специальным образом готовят клинкер, который впоследствии смешивается с прочими добавками, определяющими качество, марку и свойства раствора. Среди обязательных добавок присутствуют: гипс, доломит, цементит.
В природе имеется клинкер в чистом виде — мергель, но из-за небольших запасов этого минерала, использовать его в промышленных масштабах не получается, поэтому отечественные и зарубежные производители готовят клинкер из традиционных материалов.

Производство цемента разбито на следующие этапы:
- Для подготовки клинкера необходимо тщательно смешать ингредиенты в специальных барабанах большой емкости.
- На следующем этапе подготовленная масса поступает в печь, где происходит обжиг в течение 3-4 часов при температуре близкой к полутора тысячам градусов. В результате образуется клинкер в виде небольших фракций (до 5 см в диаметре).
- Далее, полученные зерна клинкера измельчают в барабанах с использованием шаровых грохотов. В процессе обработки материала необходимо добиться порошкообразного состояния смеси.
- На заключительном этапе в готовый цемент добавляют необходимые присадки и отправляют на расфасовку по мешкам или хопрам.
Существует три способа изготовления цемента. Они различаются приемами обработки клинкера.
1. Мокрый способ. Выработка клинкера производится с использованием воды, мела и глины. В результате смешивания веществ в барабане образуется влажная масса – шихта. Ее отправляют на обжиг, после чего полученные гранулы измельчают и смешивают с необходимыми добавками. Данный метод считается довольно затратным, поэтому в настоящее время чаще используют другие способы.
2. Сухой способ. Позволяет сократить этап смешивания готовой смеси с добавками, так как весь процесс сводится к подготовке, дроблению и смешиванию уже готовых ингредиентов. Данная технология становится все более популярной, так как позволяет существенно сократить затраты на производство и конечную цену продукта.
3. Комбинированный способ. В данной технологии используются различные формы производства клинкера, сочетающие в себе этапы производства, применяемые при сухом и мокром способах.
Как сделать цемент в домашних условиях
Прежде всего стоит сразу уяснить, что качественного продукта в домашних или гаражных условиях получить не удастся. Мало знать, как самому сделать цемент, ведь кроме этого потребуется приобрести специальное оборудование, ну или приложить максимальные мускульные усилия, что в конечном итоге оказывается довольно затратным и утомительным. Гораздо легче приобрести готовое изделие в магазине.
Наиболее простым способом получить в домашних условиях раствор, пригодный для цементирования мелких трещин, является приготовление смеси на основе следующих ингредиентов: воды, водной извести и каменной золы. Эти вещества перемешивают до получения однородной, вязкой массы, которую необходимо сразу же использовать, так как срок хранения этого раствора составляет не более двух часов.
Прочие варианты самостоятельного изготовления цемента предусматривают наличие печи для обжига материала и мельницы для размалывания клинкера в порошок.
Как сделать цементный раствор
Для приготовления цементного раствора потребуется сам цемент, вода и заполнитель (для штукатурных и кладочных растворов используется речной или карьерный песок).
Соотношение ингредиентов в растворе зависит от применения данного материала, но в большинстве случаев рекомендуется использовать формулу: 3 части песка на 1 часть цемента. Вода добавляется исходя из потребности в получении более пластичного или вязкого раствора.
При желании получить конструкцию с более высокими прочностными характеристиками, увеличивают долю цемента. Правильно начинать приготовление раствора со смешивания сухих фракций, и только после получения однородной массы начинают заливать воду небольшими порциями, постепенно добиваясь требуемой консистенции.
Из чего делают цемент – его разновидности и секреты производства
Для изготовления раствора при постройке фундамента или кирпичной кладки используется связующее вещество, которое называется цемент. Рассмотрим из чего делают цемент, для каких целей он нужен, а также процесс и технология производства. Разберём каким образом может изменяться состав цемента в зависимости от его назначения и для каких погодных и географических условий применяются его виды. Также ознакомимся с сырьём для изготовления и какими аналогами его можно заменять.
Виды цемента и что это такое
Под цементом чаще всего подразумевают связывающее вещество, которым скрепляют газоблок, кирпич, шлакоблок и другие элементы для создания строений. Также цемент используется для создания фундамента, так как с его помощью можно связать между собой арматуру или щебень, которые служат укрепляющим основанием и сам бетон, из которого получается искусственный камень.
Бетоном является жидкая масса, которая чаще всего состоит из песка и цемента, смешанного с водой в определённых пропорциях. Из-за своего химического состава порошкообразное вещество смешиваясь с водой меняет свои свойства.
Вначале цемент становится жидким или вязким, в зависимости от количества жидкости. После этого под действием температуры вода испаряется, а вся масса начинает густеть. Когда все высохнет, цемент станет твёрдым, а его плотность будет разной, что зависит от состава самого порошка, а также от правильности рецепта бетона. Для быстрого перехода от состояния пасты до вида кирпича, цементу нужен тёплый и влажный воздух.
В древние времена цемент делали из подручных материалов, которые могли найти в природе, так как технологии искусственного создания большинства химических составляющих тогда ещё не было. Даже сейчас у каждого вида цемента есть свои пропорции и состав, так как все они отличаются сферой использования.
Например, для мостов, опоры которых монтируются в воду, подводных сооружений, стройках под землёй или для конструкций, которые должны выдерживать агрессивные погодные условия, применяется сульфатостойкий цемент. Его особенность в том, что он медленно застывает, но в его составе меньше содержание алюминатов кальция, что даёт ему возможность выдерживать низкие температуры.
Аналогами сульфатостойкого цемента являются пуццолановые и глинозёмные составы. Их также применяют для создания конструкций в среде с повышенным содержанием влаги или сильными морозами. Отличительной чертой глинозёмного является то, что химический состав цемента разбавляется глинозёмным шлаком или гипсом. Эти вещества дают возможность делать конструкции, которые не подвержены коррозии и быстро твердеют.
Один из самых популярных видов связывающего вещества является портландцемент. Его белую разновидность применяют для создания декора, наливных потолков или прочих элементов внешнего вида. В состав цемента добавлено больше гипса, что меняет его цвет на белый. Если добавить к составу порошка пигменты, которые изменяют окрас вещества, то можно подобрать цвет готового цемента под требуемый декор.
Также одной из разновидностей «портланда» является шлаковая, которая применяется для очень больших и тяжёлых конструкций. В её составе находиться до 25 % шлаковых гранул, которые сильно повышают прочность готового бетона.
Для того, чтобы ускорить производство, цемент должен быстро затвердевать, поэтому есть разновидность, в состав которой входят минеральные добавки, ускоряющие затвердевание бетона. Чаще всего такой цемент применяют для создания железобетонных конструкций или постройках, для которых сильно ограниченны временные сроки.
Для специализированных предприятий по добыче и переработке газа или нефти применяется тампонажный цемент. Исходя из названия можно понять, что он применяется для закрытия отверстий. Чаще всего с его помощью герметизируют скважины, так как он начинает твердеть и набирать прочность в начале процесса сушки.
Чтобы сделать конструкции загнутой формы или изгибающиеся под определённым углом требуется пластифицированный цемент. Эта разновидность укрепляющего вещества содержит добавки, которые делают замешанный цемент мягким, гибким и пластичным.
Для среды с повышенной кислотностью используется вид цемента, который содержит в составе камнефтористый натрий и кварцевый песок. Эти вещества увеличивают защиту бетона от внешнего воздействия. Из-за особенностей использования и состава кислотоупорного цемента, его требуется разбавлять не водой, как остальные виды, а жидким кварцевым стеклом.
Бетон, в раствор которого входит цемент, является крепким только, если состав укрепляющего вещества подобран правильно. Следует знать, как и из чего делают цемент, так как при использовании неправильной смеси, конструкция будет подвержена разрушению. Агрессивная внешняя среда быстро разрушает связи между веществом, что сильно уменьшает прочность.
Состав цемента
Разберём из чего состоит цемент на примере самого распространённого варианта – «портланда». Состав изменяется не только от места использования, но и от самого производителя, так как у разных фирм рецепт отличается. Чаще всего в цемент входит:
- от 59 % известняка;
- от 18 % диоксида кремния (кислота или кварц);
- от 4-5 % алюминия или глинозёма;
- от 8 % оксида магния или железа, а также гипса.
В зависимости от марки или производителя к этим составляющим может добавляться другое вещество, например, шлак или красители.
Видео описание
В этом видео показан химический состав цемента
Сырье и основные компоненты
Основной составляющей цемента, которая определяет его свойства и прочность является клинкер. Его производят из глины (75 % состава) и известняка (25 % от общей массы). Чаще всего в качестве извести используется мел, так как он легко перетирается до состояния пыли, а также сильно распространён.
Его аналогом является мергель, который относят к переходному сырью, так как в его составе находится глина. Он отличается большим содержанием влаги и массой, которая приходится на его объем. Мергель считается природным клинкером, но из-за того, что его запасы сильно ограничены, то для больших промышленных предприятий его используют редко, чаще всего заменяя на искусственно сделанный клинкер.
В качестве замены известняка применяются ракушечник и осадочные ископаемые, так как в их составе содержится карбонат, а также их легко крошить до состояния порошка.
Вторым элементом клинкера является глинозём или глина. Чаще всего для создания цемента применяют породу, в состав которой входят минеральные вещества. Они увеличиваются в объёме после попадания на них воды. Так как делают цемент чаще всего из веществ, которые находятся недалеко от места производства, то в его состав могут входить даже отходы из других промышленных предприятий.
В качестве глины применяются суглинки, которые содержат пыль и песок. Они используются, как и мергель в качестве переходного вещества. Также для создания гранул клинкера применяются сланцы, которые расходятся на слои при сильном измельчении. Они содержат мало влаги, что позволяет быстрее их сушить и перемалывать.
Для включения в состав клинкера силиката или кварца применяются непластичные горные породы, которые имеют рыхлую структуру. Они отличаются тем, что имеют высокую пористость, а при крошении рассыпаются на мелкие зерна.
После обработки и очистки всех составляющих, её обжигают с помощью печи при температуре до 1,5 тыс. °C. Во время обжига печь вращается, что даёт возможность сплавить состав в гранулы, размер которых изменяется от 1 до 6 см. Клинкер при расплавке образует массу из кремнезёма и диоксида кальция, наличие которых влияет на прочность цемента. После остывания гранул их дробят до состояния порошка и обжигают в печи.
Скорость затвердевания бетона зависит от того, из чего делается цемент. Чаще всего скорость дегидратации вещества (высыхания) зависит от количества гипса, который входит в состав цемента. Для этого используются вещества с содержанием сульфат кальция. Данные добавки не влияют на то, как быстро смесь будет поглощать влагу или время использования раствора. От них зависит только длительность удержания влаги внутри состава.
Для улучшения характеристик цемента используются минеральные добавки. Они могут увеличить срок эксплуатации бетона, защиту от агрессивной внешней среды, а также увеличить прочность или пластичность состава. Для этого используются шлаки, сланцы, пуццолан или перетёртая известь.
Также в процессе производства можно определить, как и из чего делают цемент, состав добавок, а также дополнительные вещества, которые добавляют новые свойства к составу. Например, пластификаторы или примеси, которые делают цемент огнеупорным, влагостойким или защищённым от кислоты. Такие добавки могут улучшить адгезию (прилипание, связывание) раствора с армирующими деталями, что позволит укрепить конструкцию.
Видео описание
В этом видео показано, как и из чего делают цемент
Как делают цемент
Рассмотрим из чего сделан цемент, в каком порядке это добавляется и каким образом обрабатывается. Существуют несколько технологических разновидностей процесса изготовления цемента. Они отличаются тем, каким образом подготавливается сырье.
Одной из разновидностей такого процесса является мокрая обработка. В процессе изготовления клинкера в его состав вместо извести добавляют мел. Во время смешивания ингредиентов с помощью барабана, к порошку добавляется вода. Она нужна для образования шихта, в котором будет до 50 % влаги. После обжига это вещество превращается в клинкер шарообразной формы. После остывания шарики крошатся до состояния порошка.
Для уменьшения затрат на производство и себестоимости готового цемента применяется сухая методика изготовления. Для этого используется механизм, который объединяет в себе устройство по измельчению и печь для сушки. Во время дробления, к составу добавляются все нужные ингредиенты, которые обрабатываются в одном резервуаре.
Комбинированный способ изготовления цемента – это объединение методик сухого и мокрого производства. На предприятиях, использующих данный вид создания готового продукта используются технологии, которые отличаются чаще всего последовательностью обработки.
Например, некоторые производители сначала делают сухую смесь, которую в конце искусственно увлажняют до 13-15 % содержания влаги. Также можно создавать полусухой готовый продукт с содержанием влаги от 17 до 19 %, если перед помолом шихты с помощью мокрой технологии её немного высушить.
При любом из комбинированных методов требуется тщательно перемалывать все ингредиенты и смешивать их до полной однородности. На производстве используются специализированные силосные башни, в которых цемент искусственно насыщается воздухом, что позволяет ему храниться длительное время и не слёживаться.
Видео описание
В этом видео показан процесс изготовления цемента
Коротко о главном
Цемент – это связующее вещество, которое при застывании становиться крепким и может заменить собой камень. Чаще всего его используют для создания фундамента, соединения кирпичей или блоков, а также изготовления плитки или облицовочных материалов.
В зависимости от вида цемента отличается его состав. Поэтому следует знать какие есть разновидности этого вещества, так как некоторые их них используются только в узконаправленных предприятиях. Например, тампонажный цемент применяется только при герметизации газовых или нефтяных скважин, а сульфатостойкий – при сложных географических и погодных условиях.
голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Коркинский цемент со шлаком