Производство цемента

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.Д.СЕРИКБАЕВА

 

Архитектурно-строительный факультет 

Кафедра: Строительные материалы, стандартизация, сертификация и профессиональное обучение

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

«Производство цемента»

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Проверил:

 

 

 

г.Усть-Каменогорск

2013 год

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

	Введение	3
1	Виды цемента	4
1.1	Романцемент	4
1.2	Портландцемент	6
1.3	Глинозёмистый цемент	7
1.4	Смешанные цементы	9
1.5	Кислотоупорный цемент	9
2	Технологические операции по подготовке сырья	11
2.1	Сырьевые материалы для производства цемента	11
2.1.1	Карбонатные породы	11
2.1.2	Глинистые породы	11
2.1.3	Корректирующие добавки	11
2.1.4	Активные минеральные добавки	12
2.1.5	Техногенные продукты других отраслей промышленности	12
2.2	Основные технологические операции получения сырья	13
2.2.1	Добыча и транспортировка сырья	13
2.2.2	Дробление	14
2.2.3	Тонкое измельчение материалов (помол)	15
2.2.4	Мельницы самоизмельчения	15
2.2.5	Переработка, транспортирование и хранение порошков	16
2.2.6	Тепловая обработка сырья в производстве портландцемента	19
3	Технология производства портландцемента	26
3.1	Вещественный состав портландцемента	26
3.2	Технологическая схема производства портландцемента сухим способом	27
3.3	Особые виды портландцемента	30
	Заключение	35

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Цемент – искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), которые твердеют только на воздухе.

В общем понимании этого термина цемент известен с древнейших времен. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся древними египтянами и греками при возведении монументальных сооружений, частично сохранившихся до наших дней. Позднее в качестве вяжущих использовались известковые растворы с добавкой измельченных вулканических пород (в Древнем Риме) или слабообожженного кирпича - цемянки (в Киевской Руси), придававших им способность твердеть в воде. В 1796 г. Джоном Паркером был получен цатент на гидравлически вяжущее – романцемент – измельченный продукт обжига природных мергелей. В 1824 г. Джон Аспдин в Англии и в 1825 г.  Челиев Е. Г. в России независимо друг от друга создали портландцемент, получаемый обжигом до спекания искусственной смеси известняка и глины, взятых в определенных пропорциях.

Среди необходимых для любого строительства материалов цемент имеет,  статус самого необходимого. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью.

Кроме того, он является основой для штукатурной гидроизоляции, монтажа полов и укладки плитки, используется для возведения стен, перегородок и перекрытий. К тому же большинство строительных материалов частично состоит из цемента – тротуарная плитка, шифер, шлакоблоки, шпаклевки, затирки.

Технология цементного производства - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента.

Технология цементного производства позволяет использовать в нём отходы добывающей, металлургической отраслей, а также побочные продукты этих производств. Некоторые отходы даже улучшают свойства цемента. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента с производством металлов, химических продуктов и энергии.

Существует много подвидов цемента. Они отличаются друг от друга 
конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов

добавок.

 

 

1 ВИДЫ ЦЕМЕНТА

 

 

1.1 Романцемент

 

 

Романцемент – старинный гидравлический вяжущий материал. Романцемент получают посредством тонкого помола известковых и магнезиальных мергелей обожженных при температуре 850–900 град. С. Романцемент может содержать гипс и различные добавки. Выпускается романцемент трех марок: 2,5; 5 и 10.

Романцементом называют продукт тонкого помола обожженных не до спекания чистых и доломитизированных мергелей, содержащих не менее 25% глинистых примесей. В романцементе для регулирования его свойств можно вводить до 5% гипса различных модификаций, а также до 15% активных минеральных добавок.

Сырьем для производства романцемента служат мергели — природная смесь углекислого кальция и глин. Наиболее желательны мергели с таким соотношением между известняковой и глинистой частями, при которых в процессе обжига не до спекания получается продукт, не содержащий свободной окиси кальция. В романцементе вся окись кальция должна быть связана в силикаты, алюминаты и ферриты кальция.

Этого обычно достигают при применении мергелей со сравнительно невысоким содержанием в них углекислого кальция, характеризующихся гидравлическим модулем, равным 1,1—1,7.

Романцементы с повышенными вяжущими свойствами получают из мергелей с пониженным содержанием углекислого магния (не более 5—8%).

Кроме химического состава сырья на качество романцемента, как и гидравлической извести, в значительной мере влияют структура мергелей, характер и равномерность распределения в них различных примесей, дисперсность кварцевых и других включений и т. п.

Производство романцемента в основном заключается в добыче мергеля, его дроблении на куски требуемого размера, обжиге и последующем помоле обожженного материала.

Обжиг при малом содержании в сырье углекислого магния ведут при температуре 1000—1100° С. Магнезиальные мергели обжигают при 800—900° С. Более высокая температура может вызывать пережог MgO, и конечный продукт будет неравномерно изменяться в объеме.

При обжиге мергеля происходит диссоциация углекислого кальция и магния, при этом активно проходят реакции в твердом состоянии. В результате окись кальция почти полностью связывается в силикат кальция C2S, алюмосиликат C2AS, алюминаты кальция СА и С5А3, феррит C2F и алюмоферрит кальция C4AF, придающие роман-цементу способность к гидравлическому твердению.

Обжиг ведут в основном в шахтных печах (пересыпных или с выносными топками), а иногда и во вращающихся. Расход условного топлива на обжиг в шахтных пересыпных печах составляет 12—14%, а в печах с выносными топками — 14—16% массы получаемого продукта.

В романцементе нормального обжига обычно нет свободной окиси кальция или она содержится в незначительном количестве (до 2-3%).

Романцемент измельчают в шаровых мельницах чаще совместно с гипсом (3—5%) и гидравлическими добавками (до 10—15%), так как при этом получается более однородный продукт.

Романцемент по СНиП 1-В.2-69 следует измельчать до прохождения через сито № 02 не менее 9% материала и через сито № 008 —не менее 75% веса просеиваемой пробы. Однако рациональнее измельчать продукт до прохода через сито № 008 не менее 93— 95% материала. Такое измельчение способствует значительному улучшению вяжущих свойств.

Схватывание и твердение романцемента обусловлены гидратацией тех соединений, которые образовались при его обжиге. При этом возникают гидросиликаты кальция группы CSH(B) при соотношении СаО, Si02 в пределах 1,2—1,5, трехкальциевый гидроалюминат (СзАН5), двух-, или трехкальциевый гидроферрит C2FH

Гипс в романцементе взаимодействует с наиболее легко растворимыми его компонентами — алюминатами кальция — и переводит их в труднорастворимый эттрингит ЗСаО-Аl2О3-ЗСаSО4*З1H2О, замедляющий схватывание. В данном случае гипс выполняет ту же роль, что и при твердении портландцемента.

Свойства романцемента.

Плотность колеблется в пределах 2,6—3 г/см3. Объемная масса в рыхлонасыпном состоянии 800—1000 кг/м , в уплотненном — 1000—1300 кг/ж3.

Сроки схватывания зависят от содержания алюминатов кальция, тонкости помола и количества вводимого гипса. Для романцемента характерны сравнительно быстрое начало схватывания и замедленный конец.

По СНиП I-B.2-69 начало схватывания должно наступать не ранее 20 мин, а конец схватывания — не позднее 24 ч после затворения водой.

Равномерность изменения объема при твердении романцемента зависит главным образом от наличия в нем свободной окиси кальция и пережженных частиц окиси магния.

Равномерность изменения объема романцемента определяют, выдерживая образцы-лепешки в парах кипящей воды, а также испытанием их в автоклаве. Если лепешки через 7 суток предварительного выдерживания в воздушно-влажных условиях не растрескиваются, то романцемент будет равномерно изменяться в объеме.

Прочность.

По СНиП I-B.2-69 романцемент выпускают четырех марок: 25, 50, 100 и 150. Марки романцемента определяют по величине предела прочности при сжатии образцов-кубов размером 7,07X7,07X7,07 см, изготовленных из жесткого раствора состава 1 : 3 (по массе) и испытываемых через 28 суток комбинированного хранения (7 суток во влажной среде и 21 сутки в воде).

Интенсивность твердения романцемента в большой степени зависит от температуры и влажности окружающей среды. В начальный период (до 7 суток) наиболее благоприятны для его твердения воздушно-влажные условия. Повышение температуры окружающей среды заметно ускоряет твердение, при пониженных же температурах (5—10° С) оно резко замедляется.

Активность романцемента заметно снижается при длительном его хранении на складе (более 2—3 месяцев).

Строительные растворы и бетоны на романцементе отличаются от полученных на гидравлической извести более высокой стойкостью при эксплуатации во влажных условиях и при попеременном увлажнении и высушивании. В сухих условиях их стойкость меньше стойкости растворов и бетонов на гидравлической извести.

Применяют романцемент для изготовления бетонов низких марок и растворов, используемых при возведении наземных и подземных частей зданий. Его используют также при штукатурных работах. Из-за невысокой механической прочности романцемент не применяют для изготовления железобетонных конструкций. Он может быть использован также в производстве стеновых камней и мелких блоков, особенно с применением обработки паром.

 

1.2 Портландцемент

 

 

Портландцемент — вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах; название получил от г. Портленд (Portland) в Англии. Основой портландцемента является силикат кальция, также известный как портландит.

Узнать данный вид цемента можно по внешнему виду - это зеленовато-серый порошок. Как и все цементы, если к нему добавить воду, он при высыхании принимает каменеобразное состояние и не имеет существенных отличий по своему составу и физико-химическим свойствам от обычного цемента.

Существуют следующие виды портландцемента:

- быстросохнущий;

- пластифицированный;

- гидрофобный;

- сульфатостойкий;

- дорожный;

- белый и цветной;

- с умеренной экзотермией;

- с поверхностноактивными органическими добавками.

Портландцемент предназначен для общестроительных работ.

Применяется при изготовлении плотных и ячеистых бетонов, пенобетонов, армированных бетонов, общестроительных работах, производстве тротуарных и дорожных плит.

Портландцемент - цемент сертифицирован, по результатам постоянного радиационного контроля соответствует I классу, что позволяет его применять во всех видах гражданского и промышленного строительства.

Свойства портландцемента: