Производство белого цемента

Введение

В связи с большим промышленным, военным и гражданским строительством в начале 19в. велись работы над решением проблемы получения гидравлического вяжущего вещества из искусственной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Созданное новое вяжущее вещество было названо портландцементом, так как оно в затвердевшем виде по цвету и прочности сильно походило на портландский камень, добываемый вблизи города Портланд.

В 1825 г. В Москве была опубликована книга Егора Челиева под названием «Полное наставление, как изготавливать дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений, както: каналов, мостов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Егор Челиев описывает способ производства вяжущего из смеси извести или известковой штукатурки с глиной.

Изобретателем современного портландцемента часто считают англичанина Джозефа Аспдина . В 1824 г. Он получил патент на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной обжигом до ее полного удаления углекислоты. Егор Челиев уже описал применявшийся метод изготовления гидравлического вяжущего, который был более совершенным, чем способ Джозефа Аспдина. Поэтому основоположником производства портландцемента в нашей стране считают Челиева . Мощность первых заводов была не велика и составляла десятки тонн цемента в год.

Современная строительная техника базируется преимущественно на применении цементного бетона и растворов. Большое разнообразие строительных конструкций, особенности их сооружения и существенные различия условий службы при различных видах агрессивных воздействий вызвали необходимость создания цементов со специальными техническими свойствами, которые могли бы использоваться при строительстве гидроэлектростанций, в транспортных сооружениях, при промышленном производстве сборных, обычных и преднапряженных железобетонных конструкций, в строительстве морских и океанических сооружений, для автомобильных дорог и аэродромов, при бурении нефтяных и газовых скважин, для производства асбестоцементных изделий, огнеупорных бетонов и т.д. В 1962 г. по выпуску цемента СССР вышел на первое место в мире, опередив США.

Технический прогресс в строительной индустрии, расширение фундаментальных знаний в области химии цемента, возросшая актуальность проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов – все это вызвало необходимость усиления научных работ по специальным цементам, различающимся по химическому составу.

В последнее время все большую популярность приобретает белый цемент, обладающий рядом преимуществ по сравнению с серым, что позволяет смело назвать его материалом XXI века.

Белый портландцемент широко используется для изготовления:

*белых бетонов (в т.ч. армированных);

*наливных полов и терразитовых половых плиток;

*белых штукатурных смесей и затирок;

*цементно-известковых строительных растворов;

*различных клеевых составов;

*искусственного камня и кирпича;

*изделий малых архитектурных форм и элементов декора;

*цветных цементов и бетонов.

С апреля 2005 года ОАО «Щуровский цемент» официально выпускает новую марку белого портландцемента – ПЦ 500 Д0 1 сорт, белизна которого достигает 84 – 86%.

Основные характеристики нового белого портландцемента приведены ниже:

Физико-механические характеристики

Тонкость помола:

• удельная поверхность, м2/кг ........................................................................ 430 – 450

• остаток на сите 0063, % ................................................................................ 1,0 – 1,5

• остаток на сите 0045, % ................................................................................ 2,0 – 3,0

• остаток на сите 008, % ........................................................................................ 0

Нормальная густота, % .................................................................................. 26,0 – 28,0

Водо-цементное отношение ......................................................................... 0,37 – 0,38

Сроки схватывания:

• начало схватывания, минуты ....................................................................... 90 – 120

• конец схватывания, минуты ........................................................................ 150 – 180

Белизна, % ......................................................................................................... 81 – 83

Признаки ложного схватывания ......................................................................... нет

Предел прочности при пропаривании:

• 1 сутки: при сжатии, МПа .............................................................................. 37 – 40

при нормальном твердении:

• 3 суток: при сжатии, МПа .............................................................................. 36 – 39

• 28 суток: при сжатии, МПа ............................................................................ 52 – 55

• 28 суток: при изгибе, МПа............................................................................. 7,0 – 8,0

Содержание гипса (по SO3), %: ...................................................................... 2,8 – 2,9

Минералогический состав клинкера, %

• С3S ................................................................................................................ 66,0 – 70,0

• С2S ................................................................................................................ 14,0 – 18,0

• CaOсв. ............................................................................................................ 0,80 – 1,70

• C3A ................................................................................................................ 12,0 – 14,0

• C4AF ................................................................................................................ 1,0 – 2,0

Характеристика продукции

Технические требования:

Белые портландцементы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Основные параметры:

По вещественному составу белые портландцементы подразделяют на виды:

-портландцемент белый (без минеральных добавок и добавок-наполнителей);

-портландцемент белый с добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%).

По белизне белые портландцементы подразделяют на три сорта: 1, 2 и 3.

По прочности при сжатии в 28суточном возрасте белые портландцементы подразделяют на марки: 400 и 500.

Условное обозначение белых портландцементов должно состоять из:

наименования цемента - портландцемент белый (допускается применять аббревиатуру наименования - ПЦБ);

-сорта цемента - по п.1.2.2;

-марки цемента - по п.1.2.3;

-обозначения максимального содержания добавок в цементе (вида цемента) - Д0, Д20;

-обозначения пластификации или гидрофобизации цемента - ПЛ, ГФ;

-обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения белого портландцемента с добавками, 2-го сорта, марки 400:

Портландцемент белый 2400Д20ГОСТ 965-89

Характеристики:

При производстве белых портландцементов применяют:

-белый портландцементный клинкер, по химическому составу соответствующий технологическому регламенту;

-гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации (НТД);

-добавки по соответствующей НТД.

В белом портландцементе не допускается содержание активных минеральных добавок и добавокнаполнителей, а в белом портландцементе с добавками допускается их суммарное содержание до 20% массы цемента, в том числе активных минеральных добавок осадочного происхождения не более 10% и добавок-наполнителей не более 10%.

Допускается введение в белые портландцементы специальных добавок не более 2% массы цемента.

Допускается введение в белые портландцементы технологических добавок, не ухудшающих их строительно-технические свойства, не более 1%, в том числе органических не более 0,15% массы цемента.

Допускается по согласованию изготовителя с потребителем введение в белые портландцементы пластифицирующих или гидрофобизующих добавок не более 0,5% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Предел прочности белых портландцементов при сжатии в возрасте 28 сут должен быть не менее:

39,2 МПа - для гарантированной марки 400;

49,0 МПа - " " " " " 500.

Коэффициент вариации предела прочности белых портландцементов каждого вида и марки при сжатии в возрасте 28 сут, рассчитанный порезультатам испытаний за квартал, не должен быть более 7%.

Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии белых портландцементов.

Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:

1) белыми портландцементами сортов:

1-го - 80,

2-го - 75,

3-го - 70;

2) минеральными добавками:

наполнителями - 80,

активными - 75;

3) гипсом - 70.

Содержание ангидрида серной кислоты (SO(3)) в белых портландцементах должно быть не более 3,5% по массе.

Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) - более 0,5%, нерастворимого остатка - более 1,5% по массе.

Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Белые портландцементы должны показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.

Тонкость помола белых портландцементов должна быть такой, чтобы остаток на сите с размером ячейки 0,08 мм по ГОСТ 6613 был не более 12% массы просеиваемой пробы или чтобы удельная поверхность была не менее 250 кв.мХкг_1.

Белые портландцементы не должны обладать признаками ложного схватывания.

Маркировка и упаковка:

Белые портландцементы маркируют и упаковывают по ГОСТ 22237.

Технологическая часть

3.3 РЕЖИМ РАБОТЫ ЦЕХА.

Режим работы цеха является основой для расчета производительности, потоков сырья, оборудования. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабочих часов в смене.

Режим работы основных цехов и отделений в течение года:

карьер и дробильное отделение – 307 дней по 16 часа в сутки (4912);

отделение помола сырья – 307 дней по 24 часа в сутки (7368);

отделение помола цемента – 307 дней по 24 часа в сутки (7368);

цех обжига клинкера – 337 дней по 24 часа в сутки (8088);

силосно-упаковочное отделение – 365 дней по 24 часа в сутки (8760);

Схема производства цемента.dwg

Силосный склад цемента
Приготовление сырьевого шлама
Добыча и предварительное измельчение сырья в карьерах
Технологическая схема производства
-пластинчатый питатель
-молотковая дробилка
-ленточный магистральный конвейер
-роторный экскаватор
-вертикальный шламбассейн
-магистральный шламопровод
-стержневая мельница
-горизонтальные шламбассейны
-труба для выброса газов
-винтовой конвейер для пыли
-пневмовинтовой насос
-бункерное приемное устройство
-сепаратор с выносными циклонами
-пневмокамерный насос.42-цементный силос
-сушка кипящего слоя
-цементный холодильник.
Условные обозначения: