Количественный рост производства цемента в нашей стране

1. Количественный рост  производства цемента в нашей  стране (в историческом аспекте).

 

В результате, к 2010 году прогнозируется рост объемов основных видов строительных материалов, изделий и конструкций  в размере от 130 до 280%.

На рынке стройматериалов  отмечается высокий рост цен. По данным застройщиков, с начала 2007 года цены на цемент, металлопрокат, кирпич и другие стеновые материалы, а также железобетонные изделия подорожали на 10-15%. Если в январе 2007 года кирпич стоил 5-6 руб. за штуку, то в апреле отпускная цена поднялась до 7—8 руб. Сопоставимыми темпами растут цены на стекло, щебень, песок, минеральную вату, кабельную продукцию. Согласно прогнозам экспертов, перспектива увеличения цен в дальнейшем будет сохраняться. На рынке цемента не существует как таковой ценовой сегментации цемента, но можно выделить 3 ценовых сегмента:

• Цемент высокой марки (цемент марок 500 и 600);
• Цемент средней марки (цемент марки 400);
• Цемент дешевой марки (цемент марки 300).

В России происходит постепенное  увеличение объемов производства высокомарочных цементов. Однако, объемы производства цемента марки 300 достаточно стабильны и составляют около 2%, что объясняется устойчивым спросом на дешевую продукцию.

По данным Ассоциации строителей России, средние цены на основные марки цемента по состоянию на I квартал 2008 года составили:

• ПЦ 500 Д 0 - 4 704, 93 руб;
• ПЦ 500 Д 20 —4 131,25 руб;

• ПЦ 400 Д 20 — 4 002, 80 руб;

• ПЦ 400 Д 0 —4 399 руб;
• ШПЦ 400 — 3 696 руб.

Объемы выпуска цемента  за 2002-2007 гг. выросли более чем  на 50%. Несмотря на быстрый рост объемов производства, спрос увеличивался еще более высокими темпами, что привело к жесточайшему дефициту цемента летом 2007 года в большинстве регионов России и простоям в работе предприятий, осуществляющих выпуск товарного бетона, строительного раствора и железобетонных изделий. За 2 месяца 2008 г., несмотря на сезонный зимний спад строительной активности, цемент успел еще подорожать. По данным экспертов, последние биржевые сделки по цементу заключались на уровне $140-145 за одну тонну. Традиционно в связи с цикличностью строительной отрасли дефицит цемента зимой не столь очевиден, но летом можно ожидать обострения ситуации и роста цен.

Основной спрос на цемент предъявляет жилищное строительство. В 2006г. было введено 50,2 млн. кв. м (прирост 15,2%), а в I полугодии 2007 г. — 21,2 млн. кв. м (134,8% к соответствующему периоду предыдущего года).

Отечественная промышленность строительных материалов растет в количественном выражении в среднем на 7—8% в  год, в то время как темпы производства цемента демонстрируют более высокие показатели. В 2006 г. в России было произведено 54,7 млн. т цемента, что на 12,8% больше, чем в 2005 г. (48,5 млн. т). По расчетам компании АВАRUS Market Rtstarch, в 2007 г. в России будет выпущено около 61 млн. т цемента.

 

2. Назовите горные  породы, состоящие в основном  из карбонатов и силикатов  кальция и магния, и используемые  для производства минеральных вяжущих материалов.

 

Сырьем для производства минеральных вяжущих материалов являются различные горные породы, главным образом осадочного происхождения, и некоторые массовые побочные продукты металлургической, энергетической, химической и других отраслей промышленности. В наибольших объемах используются карбонатные (известняк, мел, доломит, мергель, магнезит), сульфатные (гипс, ангидрит), кремнеземистые (диатомит, трепел, опока), глинистые и высокоглиноземистые (бокситы) горные породы.

Магнезиальные вяжущие вещества

Каустический магнезит получают из природного магнезита М§СО₃ обжигом при 700... 800°С и последующим тонким измельчением. Каустический доломит изготавливают обжигом природного доломита СаСО₃ • МgСО₃ при 650... 750°С, что ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Каустический доломит состоит из активного оксида магния и карбоната кальция.

Растворимое стекло представляет собой прозрачный стекловидный сплав, состоящий из силиката натрия (Na₂O · mSiO₂ )или калия ( К₂О·mSiO₂ ). Растворимое стекло получают сплавлением в стекловаренных печах при 1300...1400°С чистого кварцевого песка (SiO₂) с кальцинированной содой (Na₂CO₃) или поташом (К₂ СО₃).

Воздушная известь - это продукт умеренного обжига и последующей переработки карбонатных горных пород (известняк, мел, ракушечник, доломитизированный известняк) с содержанием глинистых примесей не более  6%. Эти породы состоят в основном из кальцита СаСО₃ и некоторого количества доломита СаСО₃ • МgСО и магнезита МgСО₃.

 Гидравлические известесодержащие вяжущие вещества

Гидравлическая известь представляет собой продукт умеренного обжига мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% равномерно распределенной глины.

В процессе обжига карбонат кальция разлагается на СаО и  СO₂, а глинистое вещество на свободные химически активные оксиды SiO₂, А1₂О₃ и Fе₂О₃. При температуре 1 000 ... 1100°С часть СаО взаимодействует в твердом состоянии с кислыми оксидами с образованием низкоосновных силикатов, алюминатов и ферритов кальция. Таким образом, гидравлическая известь на 50... 65% состоит из свободного оксида кальция (с примесью МgО) и силикатов, алюминатов и ферритов кальция, придающих ей гидравлические свойства.

Портландцемент

Сырьем для получения  портландцементного клинкера служат карбонатные горные породы с высоким содержанием углекислого кальция (известняки различного вида, мел, мергель) и глинистые породы (глины, сланцы), содержащие оксиды кремния, алюминия и железа.

 

3. Что такое керамзит, каковы его свойства и для  каких целей он применяется в строительстве?

 

Керамзит - от греч. keramos - глина, материал широко используемый в строительстве.

Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050 — 1300°С в течение 25-45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5 — 10, 10 — 20 и 20 - 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м³) гравий делят на марки от 150 до 800.

Материал характеризуется  также гранулометрическим составом. Керамзит с размером гранул 5-10 мм, 10-20 мм и 20-40 мм - относят к керамзитовому гравию. Если гранулы меньше 5 мм (1-5 мм), то такой керамзит называют песком.

Керамзит морозоустойчив, очень мало впитывает воду и является экологически чистым материалом (он не содержит вредных примесей). Если вспомнить  историю человечества, то глиняный кирпич человек использовал для создания жилища и комфортных условий проживания, а сосуды из глины применялись для хранения пищевых продуктов, воды, молока, вина и т.п. Да и сейчас, у каждого из нас найдется не один предмет в домашнем хозяйстве, который содержал бы глину.

Керамзитовый гравий — частицы округлой формы с оплавленной поверхностью и порами внутри. Керамзит получают главным образом в виде керамзитового гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный. Его получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Такой гравий с размерами зерен 5 - 40 мм морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных для цемента примесей.

Его широко используют для обустройства дорог и тротуаров, так как этот материал способен защитить дорожные конструкции от процесса деформации в момент замораживания с последующим оттаиванием.

Еще одно применение, которое  найдено керамзиту благодаря  его свойствам - использование керамзитового гравия в фундаменте, что позволяет снижать залегание его (фундамента) даже на полтора метра. Использование керамзита в этих целях предотвращает перекос здания благодаря тому, что земля вокруг фундамента промерзать не будет.

Керамзитовый щебень — заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита. Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Например, при производстве глиняного кирпича один из видов брака— пережог — иногда сопровождается вспучиванием. Это явление использовано для получения из глин пористого материала — керамзита. Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние.

Керамзитовый песок (отсев керамзита - другое название) — заполнитель для легких бетонов и растворов с размером частиц от 0,14 до 5 мм получают при обжиге глинистой мелочи во вращающих и шахтных печах, дроблением более крупных кусков керамзита, либо просеиванием отходов при производстве керамзита.

Свойства керамзита позволяют с уверенностью утверждать, что на сегодняшний день это лучший материал, который можно использовать в целях теплоизоляции.

Основные свойства керамзита, как строительного материала:

• легкость и высокая пористость; отличная теплоизоляция; огнеупорность; влаго- и морозоустойчивость; химическая инертность; кислотоустойчивость; долговечность; не слеживается и не тонет в воде; неподвержен гниению.
• Применение в строительстве: Теплоизоляция кровли скатного типа; теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий; теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах; производство сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных блоков; теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов; теплоизоляция грунта; теплоизоляция и дренаж  в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах; гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений;
• Наполнитель при приготовлении легких конструкционных бетонов и теплоизоляционных бетонов. Благодаря керамзиту, такие бетоны обладают высокой прочностью и, вместе с тем - низкой теплопроводностью.
• 4. Понятие о пластических свойствах глин, и факторы, влияющие на них.

 

Основными сырьевыми материалами для производства отделочных керамических материалов являются глинистые, обладающие пластичностью и связующей способностью; одощающие - снижающие усадочные деформации; вещества, плавно обеспечивающие снижение температуры и регулирующие интервал спекания керамического черепка, пигменты и другие специальные добавки.

Качество сырьевых материалов определяется минералогическим составом, а также их физическими свойствами, зависящими от месторождения и условиями залегания.

Глина - наиболее распространенный вид осадочных горных пород полиминерального состава. Типы имеющихся в природе минералов определяются главным образом наиболее распространенными химическими элементами и их геохимическими характеристиками. Общеизвестно, что кислород, кремний и алюминий по своей общей массе составляют около 90 % в составе земной коры. Отсюда совершенно очевидно, что подавляющую часть минералов определяют алюмосиликаты, силикаты и кварц. Именно эти минералы и другие окислы и гидроокислы составляют основу встречающихся в природе керамических сырьевых минералов.

Сходство и отличие  глинистых минералов объясняется  их кристаллической структурой, размером и формой глинистых частиц. Так, размеры глинистых частиц колеблются практически от коллоидной дисперсности до 5 мкм. Основным минералом каолиновых глин является минерал каолинит- А1₂О ₃ ·2SiO₂ ·2Н₂О.

При анализе структуры  каолинита с помощью электронного микроскопа просматриваются хорошо закристаллизированные частицы в виде гексагональных пластинок.

полевых шпатов, гидрослюд, гидратов окиси железа, алюминия, карбонатов магния, кальция и др.

Глины представляют собой  смесь различных минералов: каолинита (А1 ₂О₃ · 2SiO 2 ·2H ₂О), галлуазита (А1₂О₃• 2SiO ₂ • 4Н₂О), монтмориллонита), бейделлита (А1₂О₃ • 3SiO₂ •Н₂О), а также частиц кварца,

Рис. Агрегат глинистых  частиц (увеличено в 1200 раз)

 

Пластичность глинистого сырья, определяемая числом пластичности П (по раскатыванию глиняного жгута диаметром 3 мм), зависит от содержания глинистых минералов и влажности массы. В зависимости от содержания глинистых минералов глины делятся: на жирные - более 60%, обычные – 30 ... 60%, тяжелые суглинки - 20... 30%, средние и легкие суглинки - менее 20%. По пластичности глинистые материалы подразделяются по числу пластичности: на высокопластичные - менее 25, среднепластичные - 15 ... 25; умеренно-пластичные - 7 ... 15, малопластичные - 3 ... 7.

Вода, адсорбированная  поверхностью глинистых частиц в  процессе приготовления сырьевой смеси, играет роль гидродинамической смазки, что обеспечивает во многом ее пластические характеристики. Вместе с тем удаление воды как из самих глинистых частиц, так и с их поверхности в процессе сушки и обжига вызывает явление воздушной и огневой усадки. Усадочные деформации являются причиной возникновения в изделии внутренних напряжений, что в конечном итоге влияет на их качественные показатели.

Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения образования трещин в пластичные глины вводят искусственные или природные отощающие добавки. К их числу относятся дегидратированная глина, шамот, котельные шлаки, золы, кварцевые пески и т. д.