Уважаемые пользователи, просим вас не печатать статьи и инструкции по использованию сервисов ВГТУ. Материалы постоянно изменяются и дополняются, поэтому бумажные версии очень быстро потеряют свою актуальность.
Цемент
Цемент - порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок. Размер частиц цемента составляет от 5 до 40 мкм.
По назначению цементы подразделяют на:
- общестроительные;
- специальные.
По виду клинкера цементы подразделяют на основе:
- портландцементного клинкера;
- глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;
- сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.
По вещественному составу цементы подразделяют на типы, характеризующиеся различным видом и содержанием минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции.
По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. В нормативных документах на цементы конкретных видов могут быть установлены дополнительные классы прочности. Для некоторых специальных видов цементов с учетом их назначения классы прочности не устанавливают. Примечание - Для цементов конкретных видов, выпускаемых по ранее утвержденным нормативным документам до их пересмотра или отмены, сохраняется подразделение цементов по прочности на сжатие по маркам.
По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:
- нормальнотвердеющие - с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут;
- быстротвердеющие - с нормированием прочности в возрасте 2 сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.
По срокам схватывания цементы подразделяют на:
- медленносхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;
- нормальносхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;
- быстросхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.
Методы производства цемента
Современное производство цемента можно разбить на несколько основных стадий:
1 Добыча сырья
2 Приготовление сырьевой смеси
3 Обжиг(получение клинкера)
4 Помол клинкера и специальных добавок
Принципиальное различие в изготовлении цемента обусловлено стадией приготовления сырьевой смеси, различают: мокрый, сухой и комбинированный методы.
Мокрый метод изготовления цементного вяжущего используют в том случае, когда свойства компонентов не позволяют применить сухой способ (более экономный и рациональный). Мокрый метод заключается в измельчении и перемешивании сырьевых материалов, усреднении и корректировании смеси при воздействии некоторого количества воды.
Этот способ производства цемента предполагает измельчение сырья и смешивание сырьевой смеси с водой. В результате образуется достаточно густая масса, называемая сырьевым шламом, которая содержит от 32 до 45% воды.
В зависимости от различных факторов (например, берутся в расчет физические свойства исходных материалов) при мокром способе производства цемента могут применяться различные схемы, несколько отличающиеся способом приготовления смеси.
Цементные заводы, применяющие мокрый способ производства, используют для производства цементного клинкера твердый известняковый и мягкий глинистый компоненты.
Первоначальная технологическая процедура получения клинкера представляет собой измельчение сырья. Если известковым компонентом является мел, его подвергают дроблению в мельнице или болтушках. Твердый известняк измельчают щековыми дробилками. Похожий процесс измельчения известняка используется при производстве минерального порошка.
Глиняный шлам и известняк в определенных пропорциях (в зависимости от требуемого химического состава клинкера) помещаются в сырьевую мельницу. Для получения сырьевого шлама определенного химического состава проводят его корректировку в потоке либо бассейнах.
Густая масса сырьевого шлама, выходящая из мельниц, подается насосами в расходные бачки, из которых равномерно сливается в печи цеха для последующего обжига. В мокром производстве цемента используются для обжига клинкера вращающиеся длинные печи, в которые встроены теплообменные устройства. Похожие печи, только меньшего размера используются для сушки песка при производстве сухих строительных смесей.
Обожженный клинкер из печей отправляется в холодильные камеры, где подвергается обработке холодным воздухом. После охлаждения клинкер отправляется на склад (иногда прямо из холодильных камер он идет сразу в цементные мельницы для помола). Перед помолкой клинкер дробят, а помол производят совместно с добавками и гипсом.
После помола клинкер отправляют на склады силосного типа. Отгрузка потребителю осуществляется либо в бумажных мешках, либо в цементовозах, либо в специально оборудованных железнодорожных вагонах.
Сухой метод (наиболее экономичный из всех) предполагает, что все работы (измельчение, смешивание, усреднение и корректирование смеси) будут производиться с сухими материалами, без применения воды. Выбор схемы для производства цемента сухим способом производится в зависимости от химических и физических свойств сырья. Одной из наиболее широко распространенных схем является схема производства во вращающихся печах с использованием глины и известняка.
Вышедшие из дробилки глину и известняк сушат до уровня влажности порядка 1% и измельчают. Обычно процесс помола и сушки проводят в одном аппарате (с предварительным подсушиванием глиняного компонента) – сепараторной мельнице. Это наиболее эффективный способ, который применяет большинство самых современных цементных заводов, применяющих сухой метод производства цемента.
Сырьевая мука определенного химического состава получается в результате дозирования сырья в мельнице с последующим усреднением сырьевой шихты в смесительных силосах, в которые подаются сырьевые компоненты с заданными высокими или низкими титрами.
Далее подготовленную сырьевую смесь направляют в циклонные теплообменники, система которых состоит из нескольких ступеней. Смесь находится в системе не более 30 секунд, после чего подается в печь для обжига и поступает в холодильник для обработки холодным воздухом. Охлажденный клинкер отправляется на склад для последующей перемолки или отгрузки конечным потребителям (производителям цемента).
Процессы подготовки гипса и добавок, помола цемента, а также условия хранения и способы доставки потребителям не отличаются от способов и технологий, которые применяются при мокром способе производства.
При комбинированном методе производства полученный мокрым способом шлам подвергают максимальному обезвоживанию на специальных установках и грануляции, а получившуюся в результате массу обжигают в печах по сухому методу. Последовательность выполнения технологических операций в комбинированном способе используется следующая. На выходе из мельницы шлам имеет влажность 35-40%. Он проходит корректирование и подается в пресс-фильтр либо вакуум-фильтр, который обезвоживает шлам до влажности 16-20%. Получившееся в результате сырье перемешивают с пылью из дымовых газов печей: такая добавка не позволяет частям слипаться и уменьшает влажность смеси до 12-14%. Полученная в итоге смесь подается на обжиг во вращающиеся печи.
Все другие этапы технологического процесса аналогичны производству цемента мокрым способом.
В виду того, что подавляющее большинство цементных заводов в России было построено в начале-середине ХХ века, почти весь российский цемент производится по мокрому методу. Лишь современные заводы, спроектированные и возведенные в последнее десятилетие полностью ориентированы на производство цементного вяжущего сухим способом.
Развитие цементной промышленности России
В России цемент в огромных количествах стали производить в прошлом веке. В 20-х годах Е. Делиев получил вяжущий состав из смеси глины с известью и обработки их обжигом. В 1825 году он издал свою книгу, в которой подробно описал историю поиска нового вещества и подробные результаты полученных исследований. Спустя 30 лет, в 1856 году был запущен завод по производству портландцемента. Его построили в городе Гроздеце. Затем в 1866 году был потсроен завод в городе Риге, в 1870 году – в Щурово, потом в 1871 году – в Пуане-Кунда, в 1874 году – в Подольске, в 1882 году – в Новороссийске.
В 20-х годах прошлого столетия на территории России насчитывалось уже более 60 заводов по производству цемента, производительность которых равнялась 1, 6 млн. тонн материала. Первая Мировая война принесла в страну разруху, и большая часть промышленных заводов была полностью уничтожена. При возникновении советского режима пришлось восстанавливать промышленные заводы.
Знаменательным в истории России является 1962 год. В этом году СССР вышел на первое место среди заводов мира по количеству производимого цемента. В 1971 году в стране было произведено 100 млн. цемента. Этих показателей удалось достичь благодаря концентрированному производству, позволяющему увеличить мощности советских заводов. Япония и США остались по этим показателям далеко позади. В Америке цемента производилось в 2 раза меньше, а Япония отставала на 30%.
Сегодня, среди стран с высокими экономическими показателями, такими, как Индия, США, Япония, Китай Россия смогла выйти на пятое место по объемам производимого каждый год в огромном количестве цемента. Ежегодно рост увеличения объемов производства в России составляет примерно 9%.
Единственный минус российских заводов состоит в том, что при производстве цементного материала преимущественно используется мокрый способ. Он требует значительного расхода энергии по сравнению с сухим способом, который с успехом используется в других странах мира. Но исследования продолжаются, и российские ученые не устают искать новые технологии, которые позволят России вновь занимать первые ведущие места по производству цемента.
Основные производители цемента на территории Российской Федерации
| Название предприятия | Объем продукции в год, млн тонн | Место расположения | Производимая продукция |
|---|---|---|---|
| ЛСР группа | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Новгородский цементный завод | 2 | Новгородская обл., Чудовский район | Текст ячейки |
| ЛСР-Цемент | 1,86 | Ленинградская область, г. Сланцы, 2-я линия, д. 1 | Текст ячейки |
| Lafarge цемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Борщевский цементный завод | 2,1 | Калужская обл., поселок Ферзиково | Текст ячейки |
| Воскресенский цементный завод | 1,2 | Воскресенского цементного завода: 140200, Московская обл., г. Воскресенск, улица Гиганта, дом | Текст ячейки |
| Цемент Искитимцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Чернореченский цементный завод | 1.3 | Новосибирская обл., г. Искитим, ул. Заводская, 1а | Текст ячейки |
| Холдинг "Евроцемент Груп" | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Ставропольский цементный завод | 1,3 | Ставропольский край, Благодарненский район, с. Спасское | Текст ячейки |
| Белгородский цементный завод | 2,4 | город Белгород, ул. Сумская, площадка цемзавода | Текст ячейки |
| Черкесский цементный завод | 2,7 | Карачаево-Черкесская Республика, г. Черкесск-15, промплощадка | Текст ячейки |
| Ульяновский цементный завод | 2,47 | Ульяновская обл., г. Новоульяновск, п-д Промышленный, д.1 | Текст ячейки |
| Старооскольский цементный завод | 4,13 | Белгородская область, г. Старый Оскол, Юго-западный промрайон, промзона, площадка Цемзаводская, проезд 1 | Текст ячейки |
| Пикалевский цементный завод | 2,37 | Ленинградская обл., г. Пикалево, Спрямленное ш., д. 1 | Текст ячейки |
| Михайловский цементный завод | 1,96 | Рязанская область, п. Октябрьский, цементный завод | Текст ячейки |
| Мальцовский цементный завод | 4,25 | Брянская область, город Фокино, ул. Цементников, д. 1 | Текст ячейки |
| Липецкий цементный завод | 2,1 | город Липецк, район Цемзавода | Текст ячейки |
| Жигулевский цементный завод | 1,9 | Самарская область, г. Жигулевск-7 | Текст ячейки |
| Катав-Ивановский цементный завод | 1,68 | Челябинская область, город Катав-Ивановск, ул. Цементников, д. 1а | Текст ячейки |
| Савинский цементный завод | 1,4 | Архангельская обл., Плесецкий р-н, пос. Савинский | Текст ячейк |
| Невьянский цементный завод | 1,18 | Свердловская обл, Невьянский район, поселок Цементный, ул. Ленина, дом 1 | Текст ячейки |
| Подгоренский цементный завод | 2,2 | Воронежская обл., пгт Подгоренский, ул. Пос. Цемзавода, д. 14 | Текст ячейки |
| консорциум United Cement Group | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Кузнецкий цементный завод | Текст ячейки | Кемеровская область город Новокузнецк, ул. Лизы Чайкиной, дом 15 | Текст ячейки |
| Новотроицкий цементный завод | Текст ячейки | Оренбургская область, г. Новотроицк, ул. Заводская, 3 | Текст ячейки |
| компания "ХайдельбергЦемент Рус" | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Сланцевский цементный завод "Цесла" | 1,2 | Ленинградская область, г. Сланцы, ш. Кингисеппское, д. 1 | Текст ячейки |
| Тулацемент | 2 | Тульская область, Алексинский район, рабочий поселок Новогуровский, ул. Железнодорожная, д. 3 | Текст ячейки |
| холдинг "Сибирский цемент" | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Топкинский цементный завод | 2,7 | Кемеровская область, г. Топки, Промплощадка | Текст ячейки |
| Красноярский цементный завод | 1,6 | Красноярский край, город Красноярск, ул. Краснопресненская, дом 1 | Текст ячейки |
| холдинг Holcim Group | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Щуровский цементный завод | 2,1 | Московская область, г. Коломна, ул. Цементников, д. 1 | Текст ячейки |
| Вольский цементный завод | 2,8 | Саратовская область, г. Вольск, ул. Цементников, дом 1 | Текст ячейки |
| Себряковцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Себряковский цементный завод | 2,4 | Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Индустриальная, д. 2 | Текст ячейки |
| Верхнебаканский цементный завод | 2,3 | Краснодарский край, п. Верхнебаканский, ул. Орловская, дом 11 | Текст ячейки |
| Спасскцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Спасский цементный завод и Новоспасский цементный завод | 3,1 | Приморский край, г. Спасск-Дальний, ул. Цементная , 2 | Текст ячейки |
| Подольск-Цемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Подольский цементный завод | 0,15 | Московская обл., г. Подольск, ул. Плещеевская, д. 15 | Текст ячейки |
| Горнозаводскцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Горнозаводский цементный завод | 2 | Пермский край, г. Горнозаводск, ул. Кирова, дом 230 | Текст ячейки |
| Новоросцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Новороссийский цементный завод | 4,1 | Краснодарский край, г. Новороссийск, Сухумское шоссе, 60. | Текст ячейки |
| Мордовцемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Мордовский цементный завод | 6,1 | Республика Мордовия, Чамзинский район, п. Комсомольский, цемзавод | Текст ячейки |
| Воркутинский цементный завод | 0,45 | Республика Коми, г. Воркута, поселок Северный-1 | Текст ячейки |
| Базэл цемент | Текст ячейки | Текст ячейки | Текст ячейки |
| Ачинский цементный завод | 2,1 | Красноярский край, город Ачинск, Южная промзона, квартал 12, строение 1 | Текст ячейки |
