производство цемента, виды, марки цемента, про цемент.

Цемент — один из немногих строительных материалов, без которого невозможно какое-либо строительство. Будь то монолитный небоскрёб из железобетона или деревянная избушка. Ведь только в сказке у избушки бывают куриные ножки. В жизни же — её «фундаментные ножки» из бетона. История создания и изобретение цемента заслуживают отдельного разговора и в рамки нашей рубрики никак не укладываются.

Так всё же из чего изготовлен портландцемент. Какие у него основные характеристики: виды, марки. Давайте, обо всём по чуть-чуть, но по сути. Так сказать — для общей информации. Начнём, пожалуй, с главного — с производства цемента.

Производство цемента

Если особо не вдаваться в подробности и поверхностно посмотреть на процесс, то производство цемента можно представить в виде трёх основных стадий:

1. Добыча и обработка сырья.
   • Добывается известняк, глина, гипсовый камень.
   • Добытый известняк дробят, сушат, измельчают и перемешивают в нужной пропорции с глиной. Примерно 75% известняка и 25% глины. Состав постоянно корректируется, в зависимости от характеристик используемых материалов.
   • Таким образом получают шлам (мокрый, сухой или комбинированный метод)

2. Обжиг сырьевого состава и получение клинкера — следующий шаг в производстве цемента
   • Шлам поступает в специальную печь, где происходит его обжиг при температуре около 1450 градусов.
   • При этой температуре шлам спекается (почти как зерна керамзита), превращаясь в так называемый клинкер.
   • Клинкер измельчают в специальных жерновах до порошкообразного состояния

3. Смешивание компонентов и получение портландцемента.
   • В измельчённый клинкер добавляют примерно 5% гипса.
   • В зависимости от марки и вида цемента, вводятся минеральные добавки (цифры д0, д5, д20 в маркировке)

Собственно, на этом производство цемента можно считать завершённым. Получившийся порошок является портландцементом ПЦ. Применение портландцемента настолько обширно, что перечисление цементной продукции может занять целую страницу. Собственно об этом можно почитать нашу статью цемент в производстве бетона и ЖБИ

Основные виды цемента

• Белый цемент

  Основное использование БЦ — изготовление строительных сухих смесей. По многим параметрам обгоняет обычный портландцемент: ускоренный набор прочности, повышенная стойкость к атмосферным воздействиям. Изначальная декоративность ЖБИ из БЦ позволяет эксплуатировать архитектурный железобетон — без дополнительной окраски и облицовки. ЖБИ из белого цемента — не темнеют, не выгорают, не желтеют от времени. Так же, БЦ используют в штукатурных растворах, для изготовления цветных поверхностей задекорированных под камень и т.д. Для этого, белый цемент смешивают с красящими пигментами.

• Быстротвердеющий цемент

  Зачастую, цементы, включающие в свой состав активные минеральные добавки, пользуются более низким спросом, нежели их бездобавочные собратья по цементному цеху. Причина тому — более медленный темп схватывания добавочного цемента. А подобная затяжка способна внести свои коррективы в сроки оборачиваемости опалубки, в скорость бетонирования, да и в весь строительный процесс в целом. Для того, чтобы строители не были привязаны к затянутым срокам схватывания цемента с минеральными добавками, многие цементные заводы выпускают цемент быстротвердеющий. Причём, быстротвердеющими бывают как добавочные, так и бездобавочные виды цемента. Например: Предприятие Мордовцемент производит и продаёт бездобавочный быстротвердеющий цемент м500 д0 в мешках и навал.

• Расширяющийся цемент

  РЦ получают из глиноземистого цемента и гипса. Отличается от остальных видов расширением при твердении. Почти все остальные виды дают усадку ( кроме ВБЦ и НЦ)

• Водонепроницаемый безусадочный цемент

  В основном, применяется при: гидроизоляции монолитных конструкций, заделке швов между железобетонными элементами, герметизации различных стыков, сооружении водонепроницаемых бетонных емкостей для хранения различных жидкостей.

• Гидрофобный цемент

  Цемент с введением специальных добавок, повышающих его стойкость к хранению и транспортировке во влажной среде, Так же, ГЦ используют, чтобы получить товарный бетон с повышенной влагонепроницаемостью и морозостойкостью до F1000

• Глиноземистый цемент

  Он же — аллюминатный и бокситный. Основное преимущество — бетоны из такого вяжущего быстрее набирают прочность: до 50% за сутки. Процесс твердения сопровождается большим количеством тепла, что может быть актуально при зимнем бетонировании.

• Напрягающий цемент.

  Расширяющийся при наборе прочности цемент, предназначенный для создания самонапряженных железобетонных конструкций, в т.ч. с использованием специальных видов арматуры. Растворы на таком вяжущем применяются при изготовлении трещиностойких (безусадочных), водонепроницаемых стыков, при капитальном ремонте и модернизации старых конструкций, увеличении их водонепроницаемости. Бетоны на основе НЦ — чемпионы по коэффициенту водонепроницаемости: до W20, что актуально при строительстве подвалов на грунтах с высоким УГВ, монолитных кровель, резервуаров, чаш бассейнов и т.д. — без устройства дополнительной гидроизоляции. Бетон, полученный из напрягающего цемента, первые 7-10 дней набора прочности должен находиться в среде с повышенной влажностью. Такие бетоны отличаются повышенной прочностью, влагонепроницаемостью и морозостойкостью.

• Портландцемент

  Портландцемент. Самый распространённый и используемый вид. Наверно 99% цемента, используемого в строительстве это — портландцемент ПЦ.

• Пуццолановый цемент

  Потрландцемент с введением добавок, содержащих тонкоизмельчённый активный кремнезём. Отличается увеличенным временем схватывания и пониженным тепловыделением. Что может быть актуально при бетонировании объемных конструкций. А именно: Крупные массивы свежеуложенного бетона вырабатывают большое количество тепла. Ведь гидратация цемента — всё же экзотермический процесс. Ну вырабатывают и вырабатывают, в чем проблема. А беда в том, что верхние слои бетона отдают тепло быстрее и больше, нежели те, что внутри. Теплопроводность то у бетона маленькая. Вот и получается неравномерность усадки. Одним словом — трескается.

• Сульфатостойкий цемент

  СЦ обладает повышенной защитой от разрушающего действия солей (сульфаты натрия, магния). Подробней про цемент сульфатостойкий. Применяется в производстве сульфатостойких бетонных смесей. (гидротехнические сооружения и т.д)

• Тампонажный цемент

  ТЦ применяют при тампонировании (заглушке) нефтяных и газовых скважин.

• Шлаковый цемент

  ШЦ, получают из молотого доменного шлака, с введением добавок активизаторов: гипса, извести и т.д.

• Цветной цемент

  ЦЦ получают введением в состав окрашивающих пигментов из белого цементного клинкера Основное предназначение ЦЦ — получение декоративных ЖБИ, не требующих дальнейшей обработки.

Марки цемента

Марочная прочность сродни марке бетона. Цифра марки соответствует устойчивости к осевому сжатию в кгс/кв.см или в МПа.
Как проверить марку цемента:

Определение марки осуществляют таким образом: замешивают раствор из цемента, с составом: 1:3, на стандартном песке, с водоцементным отношением 0.4. Из этого раствора в специальных формах отливаются балочки 4х4х16 см. Далее эти образцы помещают в специальную камеру либо просто накрывают колпаком ( не забыв поставить рядом сосуд с водой, для повышения влажности под колпаком). Выдерживают 24 часа. Затем балочки вынимают из опалубки-формы, и ставят в пропарочную камеру. Пропаривают и у полученных образцов проверяют прочность на изгиб. Используется специальный пресс. Полученные результаты умножают на соответствующие коэффициенты (для каждой марки цемента — они свои) и получают прочность на сжатие.

Импортный цемент уже давно маркируется в классах прочности на сжатие. Например: Cem 42. 5 — минимальная (гарантированная) прочность на сжатие в возрасте 28 суток -42. 5 МПа.

Маркировка цемента в соответствии с ГОСТ 10178-85

• тип – портландцемент, шлакопортландцемент. Указывается в виде аббревиатуры ПЦ и ШПЦ.
• марка
• наличие или отсутствие мин. добавок : д0, д5, д20 (процентный состав добавок). Например: м400 д20, или цемент м500 д0.
• обозначение быстротвердеющего цемента литерой Б
• пластификация и гидрофобизации цемента. Аббревиатуры ПЛ и ГФ.
• обозначения цемента, изготовленного из клинкера нормированного состава. Литера Н
• обозначения стандарта соответствия .

Классификация цемента в соответствии с ГОСТ 31108-2003.

У нас в России тоже постепенно вводятся классы цемента по прочности на сжатие. Пока это касается в основном портландцемента импортного производства. Наши российские цементные заводы не торопятся переходить на классы. Хотя, отдельные цемзаводы уже выпускают цемент, классифицируемый в соответствии с ГОСТ 31108-2003. Официальной датой начала «новой жизни» считается 1 января 2008 года. Именно тогда российским производителям цемента дали добро на новые обозначения. Однако, мало кто торопится это вводить в производство. Ну если только Мордовцемент полностью перешёл на новый ГОСТ. Большинство пока мечется. В общем, когда наконец произойдёт всеобщее «классовое равенство», основные характеристики портландцемента, в соответствии с ГОСТ 31108-2003, будут обозначаться так:

• цем I — портландцемент
• цем II – портландцемент с мин. добавками

Портландцемент с мин. добавками будет представлен в двух подтипах:

• Подтип А — процентный состав мин добавок 6% — 20%,
• Подтип В — присутствие в составе от 21 до 35% добавок.

Отличие по видам добавки: гранулированный шлак с литерой Ш, пуццолан – с литерой П. По классам прочности: 22,5; 32,5; 42,5 и 52,5, Цифры — обозначают минимальную (гарантированную) прочность цементного камня на сжатие в МПа в возрасте 28 суточного твердения.
Так же, для классов 32.5-52.5 вводятся дополнительные обозначения по прочности в возрасте 2 или 7 суток: литеры :Н нормальнотвердеющий, Б — быстротвердеющий. В виду того, что добавочные портландцементы отличаются более медленными сроками схватывания, что не совсем подходит для темпов современного строительства, цементные заводы выпускают портландцементы марок м400 д20Б и цем 42,5Б, входящие в категорию — быстротвердеющие. Уменьшение сроков набора прочности происходит за счёт применения цементного клинкера специального минералогического состава, либо за счёт более тонкого помола обычного цементного клинкера. Иногда, для ускорения сроков схватывания и твердения применяются специальные добавки для бетона.

Когда эта классификация портландцемента начнёт применяться в полной мере — остаётся только догадываться. Пока мы живём по своему стандарту. Причём, как и при производстве и продаже бетона: ну никак не хотим уходить от марок. Впрочем, это никому не мешает. Если так удобней заказчикам, то производители — не против :-)))

Предлагаем ознакомиться с другими материалами о цементе, размещёнными на нашем сайте.

Как делают цемент: технология производства цемента

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?

СодержаниеСвернуть

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.

Технология производства цемента

Технология производства цемента довольно сложна, это поэтапный высокотехничный процесс. Причем качество конечного продукта зависит от множества факторов, которые непременно нужно учитывать. Из-за популярности и, можно сказать, универсальности данного строительного материала, конкуренция среди производителей велика. Потребитель же выбирает товар, исходя не только из его стоимости, но и характеристик.

Технология изготовления цемента: этапы

Строго говоря, есть две основных фазы в производстве цемента. Это изготовление клинкера из шлама либо сухой шихты (та, в свою очередь, получается из смеси природных материалов) и изготовление самого портландцемента методом измельчения гранул клинкера с добавками. Если говорить о первом этапе более подробно, то следует упомянуть разные способы получения клинкера.

1. Технология производства цемента сухим способом – составные части будущего клинкера (известняк, мел, глина, уголь, мергель) высушиваются в сушильных барабанах и измельчаются в порошкообразную массу. После этого смешиваются без использования воды – получается сухая шихта. Этот метод экономически целесообразен, если уровень влажности сырья достаточно низок – до 12 процентов. Тогда затраты на сушку компонентов ниже, чем расходы на мокрый метод.
2. Технология производства цемента мокрым способом предполагает использование воды. Из исходного сырья получается шлам с уровнем влажности от 30 до 50 процентов. Вещество перемешивается до однородного состояния и измельчается. После этого шлам подается в печь, предназначенную для обжига клинкера, где поддерживается температура более 1400 градусов Цельсия. На этом первый этап обработки завершается.
3. Технология получения цемента смешанным способом представляет собой соединение обоих перечисленных выше методов. В результате получается клинкер с усредненным показателем влажности – около 20 процентов. При этом изначально сухая шихта искусственно увлажняется, а мокрая – высушивается до нужного состояния. Далее этот материал также поступает на обжиг.

Ресурсосберегающая технология цемента

Шлаки металлургического производства (мартена, доменных печей и т. д.) могут использоваться в качестве сырья для производства цемента. Это не только удешевляет процесс изготовления, но и решает вопрос переработки шлаков. Щелочным компонентом при этом может быть щелочной раствор, который применяется с целью очистки металлических отливок. К сожалению, вместо рационального использования полезные материалы чаще попадают в шламонакопители.

Для производства шлакощелочного цемента технология будет несколько отличаться от метода изготовления портландцемента. Измельченный шлак смешивается с щелочной составляющей. Характеристики полученного материала также отличны от параметров портландцемента. Так, шлакощелочной бетон более морозостоек благодаря меньшей пористости цементной пасты. Шлакощелочной цемент не является хромосодержащим веществом (а портландцемент может содержать в разных количествах водорастворимые соединения хрома).

В производстве шлакощелочного цемента новые технологии почти не применяются – это давно известный материал, изобретенный еще в XIX веке. Однако в нашей стране этот метод изготовления цемента до сих пор не имеет столь обширного распространения, как за рубежом.

Технологии производство цемента — сухой и мокрый способы

Цемент пользуется огромной популярностью в строительстве. Его применяют как самостоятельно, так в качестве компонента многих строительных составов (к примеру, в производстве железобетона и бетона). Изготовление цемента – дорогостоящий и энергоемкий процесс. Заводы размещают в непосредственной близости к месту добычи сырья, из которого в дальнейшем будет создаваться продукт.

Производство цемента включат 2 этапа:

• получение клинкера,
• измельчение клинкера и введение добавок.

На получение клинкера приходится приблизительно 70% себестоимости стройматериала.

Начинается все с добычи сырьевых материалов. Как правило, добыча известняка осуществляется путем сноса части горы, после которого  открывается слой желто-зеленого известняка. Глубина залегания известнякового слоя – приблизительно 10 м, толщина – в среднем 0,7 м. После того, как сырье доставлено на завод, производится обжиг в специальной печи при температуре +1450°С, в результате которого получают клинкер.

На второй стадии производства цемента осуществляют дробление клинкера, гипсового камня, сушка добавок. Затем производится помол клинкера вместе с добавками и гипсом. Гипс добавляют в размере 5% от общей массы, добавки вводят в зависимости от типа смеси.

Однако, учитывая тот факт, что технические и физические характеристики сырьевого материала могут отличаться, для каждого типы сырья предусмотрен свой способ подготовки.

Способы производства цемента:

• мокрый,
• сухой,
• комбинированный.

Изготовление цемента мокрым способом

Мокрый способ предусматривает изготовление цемента с применением карбонатного компонента (мела) и силикатного компонента (глины). Также используются железосодержащие добавки (пиритные огарки, конверторный шлам и пр. ). Влажность мела не должна быть более 29%, а влажность глины – не выше 20%. Называется этот способ производства цемента тому, потому что измельчение сырья осуществляется в воде, на выходе образуется шихта в виде суспензии на водной основе. Влажность шихты – 30-50%. Далее производится обжиг шлама в печи, в результате которого выделяется углекислота. Образовавшиеся шарики-клинкеры перемалывают в тонкий порошок под названием цемент.

Производство цемента сухим способом

Данный способ по праву считается наиболее экономически выгодным. Особенность его в том, что на всех стадиях используются материалы только в сухом состоянии. Выбор схемы производства цемента определяется химическими и физическими характеристиками сырья. Наиболее востребованным признано изготовление материалов во вращающихся печах, в котором используются глина и известняк.

После того, как глина и известняк прошли измельчение в дробилке, их сушат до требуемого состояния (влажность — не более 1%). Просушка и измельчение производиться в сепараторной машине, после чего смесь отправляется в циклонные теплообменники, где находится не боле 30 секунд. Далее идет стадия, на которой производиться обжиг сырья с дальнейшим перемещением в холодильник. Затем клинкер направляется на склад, где происходит его перемалывание и фасовка. Подготовка гипса и добавок, а также хранение и транспортировка цемента идентичны тем, которые производятся при мокром способе.

Комбинированный вариант производства цемента

Шлам получают «мокрым» способом, после чего смесь  обезвоживается в специальных фильтрах до того момента, пока уровень влажности не достигнет 16-18%. Далее сырье отправляют на обжиг. Второй вариант комбинированного способа производства цемента предусматривает сухое изготовление сырьевой массы, в которую затем вводят 10-14% воды и гранулируют. Размер гранул не должен превышать 15 мм. Далее производится обжиг.

Для каждого способа производства используют свое оборудование и определенную последовательность операций.

Современные производства ориентируют деятельность на получение материала сухим методом. Его по праву считают будущим цементной промышленности.

Из чего делают цемент, его виды и состав

Все о компонентах и способах производства цемента

Состав и характеристика компонентов

Разновидности вяжущего

Три способа изготовления

Материал используется очень широко. Его применяют как самостоятельный продукт и вводят в растворы. Все это благодаря свойству сухой смеси — она может становиться пластичной при добавлении воды и через некоторое время отвердевать, превращаясь в подобие камня. Ее характеристики несколько варьируются в зависимости от состава, поэтому важно знать, из чего делают цемент.

В его составе всегда пять основных ингредиентов. Разберем их на примере портландцемента, одной из самых востребованных разновидностей:

• окись кальция — не меньше 61%;
• кремния диоксид — не менее 20%;
• глинозем около 4%;
• окись железа — не меньше 2%;
• окись магния — не менее 1 %.

Необходимые минералы добывают открытым способом, это:

• Карбонатные породы: доломит, мергель, ракушечник, мел и другие известняки.  
• Глинистые породы: лесс, суглинки, сланцы. 

В качестве добавок используются апатиты, плавиковый шпат, кремнезем, глинозем и т.д.

В продажу поступает множество разновидностей цемента. Они отличаются друг от друга по целому ряду характеристик:

• Прочность. Важнейший показатель, который указывается на маркировке. Она выполняется в виде буквы М и цифры. Последняя и обозначает прочность. Ее определяют в результате проведения технических испытаний.
• Фракция. Определяется помолом смеси. Чем он тоньше, тем более качественной считается продукция. Идеальным считается состав из крупных и мелких частиц, поскольку только тонкий помол требует слишком большого количества воды при замесе.
• Скорость отвердевания. Варьируется путем введения в смесь гипса. В зависимости от назначения продукта может существенно различаться. 
• Морозоустойчивость. Определяется реакцией на цикл замораживание и размораживание. Материал характеризуется количеством таких циклов, которые он выдерживает без изменения своих свойств. 

В зависимости от области применения выделяется несколько типов цементных смесей.  

Портландцемент

Отвердевает на воздухе и в воде. Минеральные добавки отсутствуют. Широко используется для возведения разноплановых монолитных конструкций. 

Сульфатостойкий 

Его особенность — повышенная устойчивость к химическим агрессивным средам. Характеризуется невысоким коэффициентом насыщения. Это позволяет применять сульфатостойкий цемент для строительства гидротехнических, подземных сооружений и т.п.

Пуццолановый

Может считаться разновидностью сульфатостойкого, но с добавлением активных минералов. Медленно отвердевает, имеет высокую водостойкость. Используется для гидротехнического строительства.

Глиноземистый

Повышено содержание окиси кальция и глинозема. Это позволяет смеси быстро отвердевать. Применяется для изготовления быстро твердеющих жаростойких и строительных растворов, которые находят применение при ремонтных работах, скоростном строительстве, зимнем бетонировании и т.д.

Кислотоупорный

В состав входит кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Замешивается не водой, а жидким стеклом. Используется для получения кислотостойких покрытий. Не выдерживает постоянного воздействия воды.  

Пластифицированный

Изготавливается со специальными добавками, придающими морозостойкость и повышенную подвижность приготовленным на этом цементе растворам. Они приобретают большую прочность, лучше сопротивляются коррозионным воздействиям и отличаются повышенной водонепроницаемостью.

Шлакоцемент

В его рецепт включается шлак, процент содержания которого может варьироваться от 20% до 80% от массы продукта. Это удешевляет материал, замедляет скорость его отвердевания и увеличивает жаростойкость. Применяется для возведения наземных, подводных и подземных объектов.

Технология изготовления заключается в получении и последующем измельчении клинкера. Так называются гранулы, которые являются промежуточным продуктом производства. Их состав всегда неизменен. Это известняк и глина, смешанные в пропорции 3:1. В природе существует минерал, полностью идентичный по составу клинкеру. Он называется мергель. Однако его запасы ограничены и не могут обеспечить потребность производства.

Поэтому на заводах используется искусственный аналог мергеля. Для его получения необходимые ингредиенты тщательно смешиваются в больших емкостях специальными барабанами. Подготовленная таким образом масса подается в печи, где обжигается около четырех часов. Температура процесса составляет порядка 1500^оС. В таких условиях порошок начинает спекаться в небольшие гранулы. После остывания клинкерные зерна направляются на помол. Их измельчают в больших барабанах с шаровыми ситами грохотами. На этом этапе важно размолоть гранулы и получить порошкообразный продукт определенных размеров. Помол определяется размерами ячеек сита. Полученный порошок смешивается с необходимыми добавками, которые определяют марку и свойства продукта.  

Несмотря на общую технологию, для производства состава в зависимости от свойств сырья могут использоваться три способа.

Сухой способ

Этот метод позволяет значительно сократить время и затраты на изготовление цементной смеси. Он предполагает несколько этапов:

1. Сырье дробится до получения зерен мелкой фракции.
2. Подготовленные гранулы сушатся до достижения нужной влажности. Это делается, чтобы облегчить последующие операции.
3. Ингредиенты смешивают в определенных пропорциях. После чего измельчают, получая муку. 
4. Порошок подается во вращающуюся печь, где обжигается, но не спекается в гранулы. 

После остывания готовый продукт направляется на склад или на участок фасовки.

Сухой способ считается наименее энергозатратным, а потому очень выгоден для производителей. К сожалению, он применим не для всех категорий сырья.

Мокрый способ

В некоторых случаях необходимо увлажнение подготовленного к производству материала. В таких случаях используется мокрый способ. Для приготовления клинкера, который состоит из известняка и глины, замешивается смесь из основных компонентов с добавлением воды. В результате получается вязкая масса, которую называют шламом.

Ее закладывают в печь, где происходит обжиг. В этом процессе из шлама формируются гранулы, которые после остывания отправляются на измельчение.

Комбинированный способ

Применяется для снижения стоимости готовой продукции. Представляет собой своеобразный симбиоз сухой и мокрой технологии. Изначально замешивается шлам, который впоследствии обезвоживается. Таким образом делают клинкер. Он поступает в печь, работающую по «сухой» технологии. Далее при необходимости проводится смешивание с наполнителями, и продукт готов. Более подробно процесс показан на видео.

Качество цемента во многом зависит от сырья, из которого он произведен, и точности соблюдения всех технологических этапов. Учитывая, что характеристики изготовленных из него строительных материалов определяются качеством смеси, стоит обратить на нее самое пристальное внимание.

Белый и цветной цемент, производство и применение белого цемента.

Белый и цветной цемент – разновидности обыкновенного цемента и отличаются от него цветом. Белый цемент (ГОСТ 965-78) получают измельчением маложелезистого белого клинкера, минеральных добавки гипса, а цветные цементы (ГОСТ 15825-70) в зависимости от их цвета – из белого клинкера путем их измельчения вместе с добавкой красящего пигмента и гипса.

Сырьем для производства белого цемента служат известняки, глины и пески с минимальным содержанием красящих окислов железа, марганца, титана. Сырьевую смесь ожигают на беззольном топливе (мазут, газ). Для облегчения обжига в сырьевую смесь белого цемента целесообразно вводить минерализатор – плавиковый шпат или кремнефтористый натрий. Белый цементы в зависимости от степени белизны подразделяют на три сорта – I-III. Эталоном белизны служит молочно-матовое стекло МС-14, коэффициент отражения которого должен быть не менее 95%. Степень белизны цемента по сортам должна быть не менее, %: I — 80, II – 75, III – 68.

По показателям прочности белый цемент выпускают марок: цемент белый М400 и цемент белый М500. Пигменты для получения цветных цементов должны обладать высокой стойкостью против действия щелочей и выцветания, в них не должно быть растворимых солей. При изготовлении цветных цементов необходимо определять: степень белизны применяемого клинкера; соответствие свойств красящих пигментов требованиям ГОСТ 8135-74, 2912-73 и 8019-71; степень белизны гидравлической добавки; содержание добавок в цементе; соответствие цвета, чистоты тона и насыщенности цвета цемента эталону цветной шкалы.

Белый и цветные цементы твердеют медленнее обыкновенных цементов, имеют меньшую коррозийную стойкость и морозостойкость и сравнительно большую усадку. Они используются для архитектурно-отделочных работ в строительстве.

Белый  цемент отличается от обычного тем, что содержит минимальное количество железистых и других окрашивающих соединений и имеет поэтому не зеленовато-серую, а белую окраску. По всем другим свойствам он почти не отличается от обычного цемента.

Глиноземный модуль белого цемента очень высок и его величина не является характерной для оценки состава этого цемента. Коэффициент насыщения обычно невелик. Повышенным является силикатный модуль. Клинкер в основном состоит из трех- и двух кальциевого силиката и трехкальциевого алюмината. Содержание алюмоферитов в нем незначительно.

Для производства белого цемента могут служить сырьевые материалы не содержащие окрашивающих цемент веществ, главным образом окиси железа. Приходится учитывать и присутствие других окрашивающих соединений: окисей марганца, хрома и титана. В качестве известкового компонента можно использовать чистый известняк или мел, а в качестве глинистого — маложелезистые песчано-глинистые материалы, как например, отходы каолинового производства (шликер). Чтобы увеличить силикатный модуль, в сырьевую смесь добавляют белые безжелезистые тонкозернистые кварцевые пески или другие чистые породы, которые содержат большое количество кремнезема. Содержание окиси железа в известковом компоненте не должно превышать 0,1 %, а в глинистом 1 %. Если количество Fе₂O₃ в глинистом компоненте значительно ниже указанного предела, то содержание Fе₂О₃ в известковом компоненте может быть повышено. В обоих компонентах должны содержаться лишь следы окисей марганца и хрома.

Производство белого цемента имеет ряд особенностей. Так например, чтобы устранить попадание железа и его окислов в цемент в процессе его производства, сырье и клинкер размалывают в мельницах, футерованных фарфоровыми или кремниевыми плитами, а также особо твердой, малоистираемой стальной футеровкой из высококачественной стали. Мелющие тела изготовляют из  того же материала. Сырьевую смесь нужно молоть возможно тоньше.

Из-за отсутствия или малого содержания в сырьевой смеси окиси железа, понижающей температуру спекания, обжиг белого цемента затруднителен и происходит при повышенной температуре. В сырьевую смесь целесообразно вводить интенсификаторы процесса обжига, не содержащие окрашивающих примесей, например 0,5-1% плавикого шпата. Печи для обжига белого клинкера футеруют тальковым кирпичом. Так как зола топлива также может окрашивать цемент, то применяют беззольное топливо — газ или мазут.

Содержание Fе₂O₃ в белом цементе не должно превышать 0,4 — 0,5%. При количестве окиси железа, приближающемся к предельному или несколько превышающем его, клинкер приобретает зеленоватый оттенок.

Для повышения белизны клинкер отбеливают путем быстрого охлаждения водой от 1250-1350 до 500-600 0С. После охлаждения его сейчас же отделяют от воды и он высушивается за счет собственного тепла. По данным А. Н. Грачьяна, при медленном охлаждении окислы железа распределяются в алюмоферрите кальция тина C₆A₂F, а при быстром охлаждении — в меньшем числе частиц алюмоферрита типа C₆AF₂ с выделением белых алюминатов кальция. При медленном охлаждении кристаллы белита способны растворять в себе соединения железа, что уменьшает белизну цемента. При быстром же охлаждении кристаллы белита получаются белыми. Поэтому на белизну цемента влияет не только содержание красящих соединений, но и других составляющих клинкера. С увеличением содержания трехкальциевых силиката и алюмината белизна цемента становится больше. А с увеличением содержания двухкальциевого силиката – меньше.

Отбеливающий эффект вызывается также отбеливанием клинкера в специальном аппарате — отбеливателе. В чем клинкер подвергают непродолжительному воздействию (в течение нескольких минут) восстановительной бескислородной газовой среды при температуре 800-1000 ⁰С с последующим охлаждением (без доступа кислорода) примерно до 200 ⁰С. Отбеливание вызывает, по-видимому, восстановление окиси железа Fе₂O₃ до закись-окиси Fе₃О₄, что понижает красящую способность соединений железа. По данным Г. Кюля, в восстановительной среде окись железа переходит в  закись, вследствие чего клинкер светлеет. Путем отбеливания удается получить после, помола чисто белый цемент без всяких оттенков.

Возможно также повышение степени белизны за счет добавки в сырьевую смесь хлористых солей NaCl, KCl, NH₄Cl, CaCI₂ и некоторых других. Соединяясь с находящийся в сырьевой смеси окисью железа, эти соли образуют летучее хлорное железо, частично удаляющееся с отходящими газами. Однако это мероприятие  может дать эффект только при –мокром способе производства. При сухом же способе вследствие высокой температуры отходящих газов хлористые соли улетучиваются до того, как они прореагируют с окисью железа.

Из белого цемента получают различные цветные цементы (желтые, оранжевые, розовые, красные, коричневые, зеленые, голубые, черные) путем совместного помола белого клинкера с красящими пигментами, которые должны обладать щелочестойкостью, светостойкостью и не и не содержать вредных для прочности цементного камня примесей. Содержание в цветном цементе минеральных пигментов не должно превышать 15%, а органических — 0,3%.

Л. И. Боженов предлагает получать цветные клинкеры из безжелезистой сырьевой смеси с добавкой небольшого количества окислов хрома, марганца, кобальта, никеля и др. Размалывая эти клинкеры, получают цветные цементы.

Для предупреждения появления выцветов на облицовочных покрытиях в белый цемент вводят активные минеральные добавки, не содержащие окрашивающих примесей, например белый диатомит. В состав белого цемента с этой же целью можно вводить до 0,2% пластифицирующей или до 0,1 % гидрофобизующей добавки.

Белые цементы в зависимости от степени белизны подразделяют на три сорта: БЦ-1, БЦ-2 и БЦ-3. Эталоном белизны является сернокислый барий BaSO₄, имеющий коэффициент отражения не менее 96,3. Степень белизны цемента по коэффициенту яркости определяют при помощи фитометра. Степень белизны цемента, выраженная в коэффициенте яркости по BaSO4, должна быть для сорта БЦ-1 не менее 76, для сорта БЦ-2 не менее 73 и для сорта БЦ-3 не менее 70. Для сравнения укажем, что коэффициент белизны обычного цемента составляет 20-40, а фарфора 70-90.

Марки белого и цветных цементов: 300, 400 и 500 при испытании в образцах из раствора жесткой консистенции. Начало схватывания не ранее 45 мин, а конец не позже 9 ч. Содержание SО₃ в цементе должно быть в пределах 1,8-3,5%.

Наряду с цветным цементом можно изготовлять и цветной шлакоцемент, изготовляемый из белого цементного клинкера и содержащий 30-50% светлого гранулированного доменного шлака.

Белые и цветные цементы следует обязательно хранить и транспортировать в таре.

Для получения белых и цветных растворов и бетонов применяют соответствующего цвета инертные материалы – белую и цветную мраморную, гранитную и известняковую крошку, белый кварцевый песок и т.д.

Белый и цветной цементы – ценный декоративный материал. Их применяют для архитектурно-отделочных работ в виде растворов, бетонов и побелок; для облицовочного слоя крупных панелей и блоков; для изготовления скульптур, дорожных знаков и различных строительных изделий; для изготовления цементных красок.

производство, монтаж, изготовление на заказ.

Одним из направлений работы «Севметаллстрой» является изготовление складов цемента (силосов цемента) предназначенных для хранения сыпучих материалов: цемента, муки, зерна, полиэтиленовых гранул ПЭТ и других. Силос цемента изготавливаются из углеродистой и высоколегированной стали объемом до 80 кубических метров.

Силос цемента– это емкость, которая предназначена для хранения цемента и других сыпучих продуктов: извести, гипса, минерального порошка и др. Устройство силоса позволяет беспрепятственно осуществлять подачу цемента или иного вещества непосредственно из автоцементовоза. Возможно поступление с помощью пневмотранспорта или по ленточному транспортеру. Выдача цемента происходит по винтовому конвейеру на дозирующие узлы, участок приготовления бетонной смеси либо непосредственно потребителю.

Силоса для цемента – неотъемлемый компонент цементных складов. Они предназначены для приема, хранения и выдачи цемента, ряда других сыпучих материалов, а также жидких веществ в дозирующие устройства или непосредственно потребителю. Силос под цемент может работать как в закрытом помещении, так и на открытой площадке. Если последняя размещена в регионе с умеренным климатом, силосное оборудование не требует дополнительной термоизоляции и защиты от агрессивных факторов эксплуатации.

Габаритные размеры силосов цемента

Схема силоса цемента

Силос для хранения цемента представляет собой цельносварную металлическую конструкцию, имеющую форму цилиндра с коническим днищем. Силос оснащен трубопроводом, через который осуществляется прием цемента из автоцементовозов, вагонов или других промежуточных хранилищ, люком. лестницей, устройством для аэрации, фильтром цемента, датчиком уровня цемента, площадкой для персонала, обслуживающего силос, и другими устройствами и конструкциями.

Опорное устройство силоса цемента

Устанавливается силос для хранения цемента на опорное устройство, обеспечивающее устойчивость от опрокидывания. Конструкция данного устройства является сборно-разборной. Она включает несущие вертикальные стойки-опоры, которые изготавливаются из труб и поперечин. Несущие стойки и поперечины могут быть соединены между собой с помощью болтов. Емкость хранения цемента прикреплена к опорному устройству сварным соединением. Нижняя часть опорного устройства фиксируется к фундаменту посредством специальных фундаментных болтов. Металлический цементный силос производится строго в соответствии со всеми необходимыми техническими требованиями. Отличительные черты силоса для хранения цемента от компании “СевМеталлСтрой”:

• силосы изготавливаются из стали высокого качества и покрываются антикоррозийным составом;

• имеют высокие гидроизоляционные свойства;

• соответствуют международным стандартам и санитарным нормам, принятым в Российской Федерации;

• служат на протяжении длительного периода времени;

• характеризуются высокой устойчивостью конструкции к избыточному и недостаточному давлению;

• силосы, предназначенные для использования зимой, снаружи могут быть обшиты многослойным утеплителем.

   

Специфика изготовления силосов для цемента

Силосы производится в соответствии с положениями ГОСТ Р 52630-2006, а также ПБ 03-676-03 и ПБ 03-584-03. Конструктивно силос представляется собой вертикальную сварную цилиндрическую емкость с коническим или плоским днищем, установленную на опорную конструкцию, которая монтируется с помощью анкеров на фундамент. Силосное оборудование снабжается внутренней лестницей и технологическим люком. Снаружи емкость для хранения цемента оснащается съемной металлической лестницей с ограждением. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала на верхней площадке силоса устанавливается специальное заграждение.

Фундамент для силосной системы изготавливается из железобетона. Его форма и габариты выбираются в зависимости от регионального климата и максимальной глубины промерзания почвы в месте установки. Главным параметром силосного фундамента является площадь подошвы, определяющая «поведение» всей конструкции сразу после ввода в эксплуатацию.

Силосы для цемента размещаются вертикально на опорах. Последние изготавливаются из металлических труб, а их основы – из толстолистовой углеродистой стали с последующим выполнением отверстий для крепления к фундаменту. При изготовлении силосов для цемента допускается применение удлиненных разборных опор. Для обеспечения устойчивости конструкции она дополнительно оснащается сборно-разборным несущим каркасом, который выполняется из металлических стоек (труб) и поперечин (уголков), закрепленных посредством сварки и болтовых соединений. Опорное устройство устанавливается на фундамент с помощью анкеров и фиксируется на конструкцию силоса.

Нижнее днище силоса для цемента оснащается патрубком с фланцем, предназначенным для выдачи продукта потребителю, а также специальные площадки под виброустановку. Дополнительно нижнее днище комплектуется поворотным дисковым затвором, ручным приводом и системой аэрации.

Верх силосной емкости снабжается специальным фильтром и технологическим лазом (люком). В целях безопасности здесь устанавливается кольцо и стравливающий клапан. На верхней части обечайки корпуса устанавливается цементопровод, а внутри емкости – датчики верхнего и нижнего уровня продукта.

Окрашивание силосного оборудования для цемента

Окраске подлежат силосы, прошедшее проверку в ОТК. Поверхность сборочной единицы перед окраской подготавливается в соответствии с ГОСТ 9.402, а также положениями инструкции завода изготовителя. Лакокрасочные материалы для силосного оборудования подбираются в зависимости от:

• эксплуатационных условий;
• категории размещения силоса;
• условий транспортировки;
• конструктивных особенностей;
• алгоритма монтажа и т.д.

Предприятие-изготовитель покрывает силос для цемента специальной грунтовкой. Цвет финишного покрытия выбирается в соответствии с ГОСТ 12.4.026 и в обязательном порядке согласовывается с заказчиком. На период хранения, транспортировки и монтажа цвет окраски силосного оборудования не нормируется. Кромки, которые будут свариваться непосредственно на технологической площадке, а также прилегающая к ним поверхность шириной 50-60 мм до монтажа окрашиванию не подлежат.

Силос для цемента: его цена и сроки изготовления

Цена силоса формируется, исходя из его основных параметров и функциональности для конкретной производственной площадки. Расчет проводится при оформлении заказа. Основные характеристики силосов:

• емкость;
• конструкция;
• функциональность;
• комплектация.

Вместительность стандартных силосов для цемента составляет от 10 до 75 м3. Оборудование, которое больше указанного объема, производится разборным способом. Отдельное внимание при выборе нового цементного силоса необходимо уделить системе аэрации и автоматике, а также качеству защиты металлических компонентов от коррозии.

Почему Вы должны выбрать “СевМеталлСтрой ”

Мы предлагаем своим клиентам взаимовыгодные условия сотрудничества. Обратившись в “СевМеталлСтрой ”, Вы получаете качественные силосы для цемента, цены, емкостные параметры и комплектация дополнительным оборудованием которых будут зависеть от Ваших пожеланий и возможностей. Мы гарантируем каждому клиенту индивидуальный подход и оптимальное для него решение.

Наша компания занимается реализацией типовых проектов, а также изготавливает силосные системы под заказ. Мы не работаем с посредниками и обеспечиваем полный цикл производства. Благодаря этому купить силос для цемента у нас можно по реально выгодной цене. Наши специалисты имеют высокую квалификацию и выполняют проектирование силосных систем в строгом соответствии с требованиями действующих норм. На нашем предприятии применяются новейшие производственные технологии, а выпускаемое оборудование подвергается строгому контролю качества. Мы обеспечиваем разумные сроки производства, оперативную доставку и установку силосов для цемента на объекте заказчика.

Цементный Процесс производства

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Югославская Республика Македония, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Южные французские территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гуаделупа, Гуам GuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенег alSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара ЙеменЮгославия Замбия Зимбабве

Как производится цемент

Портландцемент является основным ингредиентом бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем, чтобы затвердеть.

Цемент производится с помощью тщательно контролируемого химического соединения кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.

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

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

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

Самый распространенный способ производства портландцемента — сухой. 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 камня до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые дробилки для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.

Дробленая порода смешивается с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчается, смешивается и подается в цементную печь.

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

Тонко измельченное сырье или суспензия подается в верхнюю часть. В нижней части находится ревущий взрыв пламени, произведенный точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативных видов топлива или газа с принудительной тягой.

По мере того, как материал движется через печь, определенные элементы уносятся в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером.Клинкер выходит из печи серыми шарами, 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 сэкономить топливо и повысить эффективность горения.

После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка. Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен.Теперь цемент готов к транспортировке компаниям 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 США используется мокрый процесс. Эти два процесса по сути схожи, за исключением мокрого процесса, когда сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но, в более узком смысле, связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве.Цементы этого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой затвердевают до твердой массы. Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическую комбинацию цементных смесей с водой, которая дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности. Из-за их гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них — портландцемент.

процесс производства цемента

Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья до обжига измельченных и смешанных ингредиентов, до окончательного охлаждения и хранения готового продукта.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматривается историческое развитие цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств. Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, таким как шлакосодержащий цемент и высокоглиноземистый цемент. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры.Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».

Применение цемента

Цемент может использоваться сам по себе (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешивается с инертным материалом, известным как заполнитель. Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее примерно 5 мм (0,2 дюйма). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей составляет от 19 до 25 мм (0.От 75 до 1 дюйма), но крупный заполнитель также может достигать 150 мм (6 дюймов), когда бетон помещается в большие массы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей. Бетон используется для самых разных строительных целей. Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется при производстве кирпича, черепицы, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий.Продукция собирается на заводах и поставляется готовой к установке.

бетон

Заливка бетона в фундамент дома.

Karlien du Plessis / Shutterstock.com

Производство цемента чрезвычайно широко, так как бетон сегодня является наиболее широко используемым строительным материалом в мире.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Производство цемента | Американское литейное общество

Что такое портландцемент?

Многие путают термины «цемент» и «бетон».«Портландцемент — это промышленный продукт, который входит в состав различных бетонных изделий. Портландцемент продается в виде мелкодисперсного порошка, который смешивают с водой и заполнителями для изготовления бетона на портландцементе (PCC). Портландцемент состоит из силикатов кальция, алюминатов кальция, алюмоферритов кальция и, как правило, небольшого количества гипса. Когда в цемент добавляется вода, минералы кальция гидратируются и образуют гель. Этот гель скрепляет заполнитель в бетоне.

Существует восемь типов портландцементов, каждый из которых имеет особые свойства и химические требования.Однако производственный процесс по сути тот же и является продуктом работы печи. Производство цемента — это двухэтапный процесс. Такие материалы, как известняк, содержащий оксид кальция, смешиваются с кремнеземом и глиноземными материалами, такими как песок, сланец или глина. Сырье обычно сушится и измельчается, а затем смесь нагревается во вращающейся печи с образованием клинкера. Затем клинкер смешивают с гипсом и другими материалами и измельчают до мелкого порошка (сито 200 меш), известного как портландцемент.

Как литейный песок используется при производстве портландцемента?

Литейный песок считается «альтернативным материалом», который может заменить первичное сырье. Сырье, используемое при производстве портландцемента, должно содержать соответствующие пропорции оксида кальция, кремнезема, глинозема и оксида железа. Смеси портландцемента обычно содержат 10-12 мас.% Кремнезема и оксиды алюминия и железа (2-5 мас.%). Эти минеральные компоненты являются важными компонентами большинства формовочных песков, поэтому они могут заменять первичные минералы.Согласно исследованию, проведенному в 2008 году Портлендской цементной ассоциацией, 13 из цементных печей страны получали формовочный песок. Измельченный ваграночный шлак также может использоваться в качестве сырья для производства цемента.

Как портландцемент работает с литейным песком?

Портландцемент

, изготовленный с использованием формовочного песка, соответствует всем требованиям к качеству и характеристикам портландцемента, изготовленного исключительно из первичных материалов. Исследование Американского литейного общества показало, что портландцемент, изготовленный из формовочного песка, может иметь более высокую прочность на сжатие, чем портландцемент, изготовленный из обычного сырья.

Литейный песок используется в качестве исходного сырья при производстве портландцемента. Различные типы портландцемента имеют разные химические и физические требования из-за различного использования цемента. Стандарт ASTM C-150, Стандартные спецификации для портландцемента, обозначает различные типы портландцемента.

Какие технические проблемы связаны с литейным песком при производстве портландцемента?

Химическая консистенция формовочных песков более важна, чем физические характеристики при определении пригодности для производства портландцемента.Содержание кремнезема в формовочном песке превышает минимальное 80% -ное содержание кремнезема, которое требуется для обжига портландцемента, и наличие других элементов, таких как железо и алюминий, является преимуществом. Содержание глины в формовочном песке может быть проблемой, если она создает проблемы с текучестью в цементных печах с процессами смешивания влажного сырья.

Хотя формовочный песок может быть отличным сырьем для производства портландцемента, расстояния транспортировки могут стать препятствием для поиска большего количества формовочного песка для печей портландцемента.В Соединенных Штатах всего 118 цементных печей, некоторые из которых владеют соседними карьерами, где известняк и другие первичные заполнители перерабатываются для производства цемента.

Существуют ли какие-либо конкретные вопросы обеспечения / контроля качества, о которых необходимо знать поставщикам и / или конечным пользователям?

Просеянный формовочный песок может быть желательным сырьем для производства цемента, если расстояния транспортировки не препятствуют его использованию. Системы подачи печи предназначены для работы с крупнозернистыми материалами, а просеянный формовочный песок уже является мелким заполнителем.Это означает, что использование формовочного песка позволяет избежать затрат и воздействия на окружающую среду, связанных с измельчением другого сырья.

Литейный песок, предназначенный для цементной печи, должен быть просеян, чтобы на нем не было мусора, торцов керна, постороннего металла и посторонних материалов. В частности, посторонний металл может повредить системы подачи печи. Стыки керна можно измельчать и смешивать с другими песчаными потоками, если сохраняется химическая консистенция. Следует избегать использования формовочного песка из силиката натрия, поскольку этот конкретный тип связующего изменяет химический состав цемента.Самым большим препятствием для увеличения использования формовочного песка в производстве цемента является получение необходимого количества просеянного песка на постоянной основе.

Существуют ли какие-либо особые экологические проблемы, связанные с использованием литейного песка в портландцементе?

Ассоциация портландцемента разработала программу по повышению устойчивости производства и использования портландцемента. Использование формовочного песка в процессе производства портландцемента помогает создать более экологичный продукт.Для удовлетворения спроса на портландцемент требуется огромное количество сырья, содержащего известь, кремнезем, глинозем и оксид железа. Производство цемента — это очень энергоемкая промышленная деятельность. В дополнение к сокращению использования первичного материала, использование формовочного песка позволяет экономить энергию за счет исключения добычи, дробления и измельчения первичного сырья до размера зерна.

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы получить дополнительные ресурсы и информацию о цементе.

Портлендская цементная ассоциация
http: // www.цемент.org/manufacture/

Как производят цемент и бетон

Цемент — важнейший ингредиент бетона. Это мелкий порошок, который действует как клей, скрепляющий бетон при смешивании с водой, песком и заполнителями.

Цемент производится путем нагревания точной смеси мелкоизмельченного известняка, глины и песка во вращающейся печи до температуры, достигающей 1450ºC. Это приводит к производству цементного клинкера, промежуточного продукта при производстве цемента.Цементный клинкер выходит из печи, охлаждается, а затем тонко измельчается для получения порошка, известного как цемент. На топливо, сжигаемое для обогрева печи, приходится около 40% выбросов при производстве цемента. Остальные 60% — это «технологические выбросы», т.е. когда известняк перегрет, он высвобождает атомы углерода и образует в печи CO ₂ , которые практически невозможно восстановить. Канадская цементная и бетонная промышленность применяет ряд инновационных мер для дальнейшего сокращения выбросов углекислого газа.

Цемент — лишь небольшая часть рецептуры бетона, обычно составляя от 7% до 10% бетонной смеси. Другими основными компонентами бетона являются песок, гравий (мелкий и крупный заполнитель) и вода.

Химические вещества, называемые добавками, иногда добавляют на стадии производства бетона для улавливания воздуха, удаления воды, изменения вязкости и изменения других эксплуатационных свойств. Производители улучшают процесс склеивания цемента на стадии производства бетона с помощью дополнительных вяжущих материалов (SCM), которые поступают из потоков промышленных отходов.

Основные ингредиенты цемента (известняк, песок и глина) и бетона (цемент, смешанный с песком, гравием и водой) являются одними из наиболее широко доступных сырьевых материалов на Земле.

Процесс производства цемента

Процесс производства цемента

Индия — второй по величине производитель цемента в мире, производящий 502 миллиона тонн цемента в год.Есть 210 крупных цементных заводов, производящих 410 миллионов тонн цемента в год, и 350 мини-цементных заводов, производящих 92 миллиона тонн цемента в год. Таким образом, промышленность по производству цемента составляет основную часть индийской экономики.

В Индии существует огромный спрос на цемент с тех пор, как правительство Индии объявило о своих проектах и ​​схемах, связанных с развитием инфраструктуры, жилищными обществами, строительством автомагистралей и т. Д. Для стимулирования индийской экономики.Сектор недвижимости также оказался основным драйвером спроса, на который приходится 65% общего потребления в Индии.

Предвидя это соотношение спроса и предложения в будущем, еще в 1962 году была создана Ассоциация производителей цемента (CMA) с целью содействия росту цементной промышленности, защиты интересов потребителей и выявления новых видов использования цемента.

Цементное сырье

Горнодобывающая промышленность Индии играет важную роль в поставке сырья, используемого в цементной промышленности .Наиболее важным сырьем, используемым в процессе производства цемента, является известняк, содержащийся в осадочных породах. В результате динамического метаморфизма известняковые породы превращаются в мраморы. Другие разновидности известняка — мергель, известняковая ракушка, водорослевой известняк, коралловый известняк, писолитовый известняк, криноидный известняк, травертин, оникс, гидравлический известняк, литографический известняк и т. Д. прорези. При добыче известняка добывается 203 224 миллиона тонн известняка, который в основном используется в цементной промышленности.В таких штатах, как Андхра-Прадеш, Карнатака, Мадхья-Прадеш, Раджастхан, Гуджрат, Мегхалая, Телангана, есть крупные резервуары известняка.

Еще одним важным цементным сырьем является уголь, который выступает в качестве источника энергии в процессе производства цемента. Для этого необработанный уголь также дробится и хранится в продольных отвалах и вывозится регенераторами по диагонали перед дальнейшим измельчением угольной мелочи. В Джаркханде находятся крупнейшие угольные шахты в Индии, за которыми следуют Орисса, Мадхья-Прадеш, Чхаттисгарх, Западная Бенгалия и Андхра-Прадеш.Уголь используется для нагрева сырья до 1450 градусов по Цельсию с целью превращения его в клинкер. Качество угля, поставляемого в цементную промышленность, зависит от сорта известняка, используемого в процессе производства цемента. Если в процессе производства цемента используется известняк высокого качества, то используется низкосортный уголь, и наоборот.

Процесс производства цемента

Процесс производства цемента начинается с добычи известняка, добываемого в карьерах.Затем этот известняк измельчается до размера -80 мм и загружается в продольные штабели. Известняк вынимается из этих отвалов по диагонали для измельчения в бункерах сырьевой мельницы. Как упоминалось ранее, уголь используется в качестве топлива для нагрева сырья в процессе производства цемента.

После получения цементного сырья от индийской горнодобывающей промышленности известняк перемещается в сырьевую мельницу для измельчения в мелкий порошок. Этот тонкий порошок известняка затем нагревается до очень высокой температуры 1450 градусов по Цельсию для клинкеризации.Для нагрева этот мелкий порошок на таком высокотемпературном угле используется в секции клинкеризации. Это клинкеризованное сырье затем подается в электрофильтр для хранения в виде бетонного бункера. Это называется подачей в печь. Корм для печи подается в подогреватель для пиропереработки.

При пиропереработке сырья в печи производится цементный клинкер. Горячий клинкер затем охлаждается и складывается для складирования в штабеля клинкера. После этого клинкер и гипс смешиваются и отправляются на вход мельницы для дальнейшего измельчения с образованием мелкодисперсного серого порошка.Этот мелкий серый порошок представляет собой цемент, который затем упаковывается и отправляется на рынок для продажи.

Вопросы и ответы: Почему выбросы цемента имеют значение для изменения климата

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

В 2015 году он произвел около 2,8 млрд тонн CO2, что эквивалентно 8% от общемирового объема — больше, чем у любой другой страны, кроме Китая или США.

Использование цемента будет расти, поскольку глобальная урбанизация и экономическое развитие увеличивают спрос на новые здания и инфраструктуру.Наряду с другими частями мировой экономики цементной промышленности необходимо будет резко сократить выбросы, чтобы достичь целей Парижского соглашения в области температурного режима. Однако пока 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. Его смешивают с песком, гравием и водой для производства бетона, самого 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) «кальцинируется» при высоких температурах в цементной печи с образованием извести (CaO), что приводит к выбросу углекислого газа.В целом происходит следующая реакция:

Почему цемент выделяет столько CO2?

Около половины выбросов от цемента — это технологические выбросы, возникающие в результате вышеуказанной реакции. Это основная причина, по которой выбросы цемента часто трудно сократить: поскольку этот CO2 выделяется в результате химической реакции, его нельзя устранить путем замены топлива или повышения эффективности.

Еще 40% выбросов цемента происходит от сжигания ископаемого топлива для нагрева обжиговых печей до высоких температур, необходимых для этого процесса обжига.Последние 10% выбросов приходится на топливо, необходимое для добычи и транспортировки сырья.

Таким образом, выбросы цемента в значительной степени зависят от доли клинкера, используемого в каждой тонне цемента. Вид топлива и эффективность оборудования, используемого при производстве клинкера, также имеют значение.

Между тем, согласно прогнозам, в ближайшие 40 лет площадь зданий в мире увеличится вдвое. Это означает, что производство цемента должно вырасти примерно до 5 миллиардов тонн к 2030 году, что на 25% больше, чем сегодня, и в четыре раза превысит уровень 1990 года.

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

Какие страны имеют высокие выбросы цемента?

Китай, безусловно, является крупнейшим производителем цемента, за ним с большим отрывом следуют Индия и страны ЕС вместе взятые, как показано на графике ниже из недавнего отчета Chatham House. Три четверти производства цемента с 1990 года приходилось на Китай, где в период с 2011 по 2013 год было использовано больше цемента, чем в США за весь ХХ век.

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

В Китае также наблюдается высокий уровень производства цемента в расчете на душу населения, поскольку он переживает быструю урбанизацию, когда многие люди переезжают в высотные или малоэтажные здания из цемента. Однако потребление в Китае может быть близким к стабилизации.

Напротив, потребление в Индии будет значительно увеличиваться, поскольку она, в свою очередь, быстро урбанизируется и строит инфраструктуру.Ожидается, что наибольший рост в будущем произойдет в Индии и на других развивающихся рынках.

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

По данным Chatham House, в Европе существующие печные мощности способны удовлетворить будущий спрос на цемент. Он добавляет, что европейские производители цемента также являются одними из самых продвинутых в использовании альтернативных видов топлива. Однако более старое оборудование отстает от Индии и Китая по энергоэффективности.

Аналогичным образом, США, четвертый по величине потребитель цемента, отстают от других крупных производителей по показателям энергоэффективности и соотношению клинкера.

Снизились ли выбросы цемента?

По данным Chatham House, средняя интенсивность выбросов CO2 при производстве цемента — выбросы на тонну произведенной продукции — снизилась на 18% во всем мире за последние несколько десятилетий. Однако выбросы по сектору в целом значительно выросли, а с 1990 года спрос увеличился втрое.

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

Во-вторых, использование альтернативных видов топлива также снизило выбросы — например, использование биомассы или отходов вместо угля. По словам Chatham House, это особенно актуально в Европе, где около 43% расхода топлива приходится на альтернативные виды топлива.

В-третьих, сокращение доли портландского клинкера в цементе также привело к сокращению выбросов. По данным Chatham House, цемент с высоким содержанием смеси может снизить выбросы на килограмм до четырех раз. Клинкер можно заменить другими цементоподобными материалами, включая отходы от сжигания угля и сталеплавильного производства. 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 удельный вес цемента в цементе с 2014 по 2016 год мало изменился. Это связано с тем, что повышение энергоэффективности было компенсировано небольшим увеличением доли клинкера, говорится в сообщении.

Тем не менее, общие выбросы цемента в последние годы не изменились или снизились, так как спрос в Китае стабилизировался.

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

.

Насколько можно сократить выбросы цемента?

МЭА и отраслевая инициатива по устойчивому развитию цемента (CSI) недавно выпустили новую дорожную карту по низкоуглеродному производству, показывающую, как они считают, что 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 2 ° C — в соответствии с 50% вероятностью ограничения роста глобальной температуры до 2 ° C по сравнению с доиндустриальным уровнем к 2100 году — в дорожной карте говорится, что необходимо сокращение выбросов цемента на 24%.(Стоит отметить, что это не соответствует Парижскому соглашению, которое требует, чтобы повышение температуры оставалось как минимум «значительно ниже» 2 ° C.)

Дорожная карта основана на четырех направлениях действий по сокращению выбросов.

Три из них — это стратегии, которые ранее использовались цементной промышленностью для ограничения выбросов, а именно: повышение энергоэффективности, топливо с низким уровнем выбросов и более низкое соотношение клинкера.

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

Четвертая область — это «инновационные технологии», что по сути является сокращением для сокращения выбросов с помощью 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 внедрения к 2030 году.Неуверенность в возможности быстрого увеличения масштабов CCS и его высокая стоимость являются основными препятствиями на пути его использования для сокращения выбросов бетона.

На диаграмме ниже показан анализ Chatham House дорожной карты цемента МЭА 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 Технологической дорожной карты IEA и CSI (2018).

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

Chatham House также отмечает, что потребуется более резкое сокращение, «если предположения о вкладе технологий CCS окажутся оптимистичными».Там написано:

«Переход за пределы 2DS потребует преобразовательных действий в отношении замещения клинкера, новых цементов и CCS, а также внедрения ряда подходов со стороны спроса за пределами сектора для снижения общего потребления. Они также становятся более важными, если CCS окажется слишком сложным для масштабирования ».

Могут ли «новые» цементы сократить выбросы?

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

Однако ни один из них еще не получил широкого коммерческого использования и в настоящее время используется только в нишевых приложениях. Более того, инновации в этом секторе, как правило, направлены на постепенные изменения, как показывает глобальный патентный поиск Chatham House, с ограниченным вниманием к новым цементам.

Цементы на основе геополимеров, например, были предметом 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 фирм, производящих их, и обе заявляют о сокращении выбросов примерно на 80-90% по сравнению с портландцементом.

Есть также несколько фирм, разрабатывающих цементы с углеродным отверждением, которые поглощают CO2, а не воду, по мере затвердевания. Если абсорбция CO2 может быть выше, чем CO2, выделяемый во время их производства, цементы потенциально могут использоваться в качестве поглотителя углерода.

Шлакоблок Solidia Concrete ™. Кредит: Solidia

Американская фирма Solidia, например, заявляет, что ее бетон выделяет до 70% меньше CO2, чем портландцемент, включая этот этап секвестрирования. В настоящее время компания сотрудничает с крупным производителем цемента LafargeHolcim.

Точно так же британский стартап Novacem — дочернее предприятие 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. Например, стартап Biomason из Северной Каролины использует бактерии для выращивания цементных кирпичей, которые, по его словам, не менее сильны, чем традиционная кладка и улавливают углерод.

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

Цементы низкоуглеродистые на разных этапах инновационного цикла. Источник: Chatham House (2018).

Какие препятствия на пути к низкоуглеродистому цементу?

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

Эти технологии менее апробированы, чем портландцемент, который веками использовался в строительстве.Это приводит к сопротивлению со стороны потребителей цемента, особенно в секторе, который по очевидным причинам склонен ставить безопасность во главу угла. Многие из этих новых технологий также недостаточно зрелы, чтобы получить широкое распространение.

Альтернативы также имеют более ограниченное применение, что означает, что может не быть единственной замены портландцементу. Поэтому их использование означало бы 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.Добавляет:

«Новые подходы и особенно новые отраслевые стандарты требуют длительного обсуждения и тестирования. Например, для утверждения и внедрения нового стандарта в ЕС могут потребоваться десятилетия ».

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

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

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

Можно ли снизить спрос на цемент?

Снижение спроса на цемент также может помочь ограничить выбросы, особенно в развивающихся странах.Например, Chatham House подчеркивает, что в городских конструкциях, основанных на системе «капиллярной сети» и идущих вместо автомобилей, можно использовать на треть меньше бетона. Точно так же принципы готических соборов были использованы для проектирования современных бетонных полов, которые на 70% легче обычных.

Использование концепции «экономики замкнутого цикла», позволяющей повторно использовать модульные части зданий, также может сыграть свою роль, так же как и продление срока службы инфраструктуры. Китай, например, подвергся критике за строительство новых некондиционных зданий, которые могут простоять всего 25–30 лет, прежде чем будут снесены.

Бетонные ступени, образующие часть морской стены и морской защиты на пляже Блэкпул. Предоставлено: Manor Photography / Alamy Stock Photo.

Бетон в зданиях также можно заменить древесиной, что потенциально позволяет улавливать и хранить CO2. Некоторые новые типы инженерной древесины, например, поперечно-клееный брус, открывают больше возможностей для строительства. Однако экономия углерода при использовании в зданиях древесины, а не стали и бетона, не гарантируется.

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

Регулируются ли выбросы цемента?

Цемент часто считается слишком сложным для декарбонизации, наряду с другими секторами, такими как авиация и сталь. Как отмечалось в одном из недавних отчетов, если выбросы цемента вообще упоминаются в публичных дебатах, «обычно следует отметить, что с ними мало что можно сделать».

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

«[Эти фирмы] часто являются доминирующими или очень влиятельными в географическом регионе, а также на мировой арене. Я думаю, что из-за этого было трудно — и до сих пор трудно — добиваться радикальных перемен. Они не обязательно видят немедленный стимул к амбициозным действиям.”

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

Китайская ETS, как ожидается, будет расширяться за счет цемента, хотя она будет охватывать только электроэнергетический сектор на своем первом этапе.

Принимает ли цементная промышленность меры?

В рамках CSI производители, на которые приходится 30% мирового производства цемента, около двух десятилетий работали вместе 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 сценарию «ниже 2C», описанному выше.

Всемирная цементная ассоциация (WCA) тем временем разрабатывает «План действий по борьбе с изменением климата», который будет опубликован в конце этого месяца.Современные технологии могут обеспечить только половину экономии CO2, необходимой для достижения цели 2C Парижского соглашения, как недавно предупредила АВП на своем «Форуме по глобальному изменению климата» в Париже. Членская база АВП составляет более миллиарда тонн годовой мощности по производству цемента.

Всемирная цементная ассоциация (WCA) призывает членов отрасли активизировать усилия по быстрому и масштабному внедрению новых технологий, чтобы сократить выбросы CO2, чтобы эффективно помочь в борьбе с изменением климата.#cement #sustainability #ClimateAction https://t.co/RUgEzIF1DC pic.twitter.com/PQHbl1EBT7

— World Cement Assoc. (@WorldCemAssoc) 5 июля 2018 г.

Недавно созданная Глобальная ассоциация цемента и бетона (GCCA) также хочет улучшить экологические показатели этого сектора. Он должен приступить к работе по устойчивому развитию, проделанной CSI в январе 2019 года.