Несмотря на то, что цемент и цементосодержащие материалы, такие как строительные растворы и бетон, были в истории и будут в будущем человечества наиболее используемыми строительными материалами, значение этих материалов принижено, а свойства и характеристики не широко известны. Возможно причина этого в том, что они считаются простыми и легкими материалами на первый взгляд.
Цемент, в основном, описывается как гидравлическое вяжущее вещество, полученное в результате обжига при высокой температуре натурального известняка и глины и последующего измельчения. Гидравлические вяжущие вещества, в результате реакции с водой, образуют твердую массу, не разрушающуюся в воде, сохраняющую и увеличивающую твердость и прочность.
Другие вяжущие вещества в составе цемента представлены щелочами CaO, MgO и SiO2, Al2O3 и Fe2O3 с гидравлическими свойствами. Соотношение удельных весов щелочей и гидравлических компонентов определяют качественные характеристики вяжущего вещества. Как производится цемент? Известняк, глина и мергель загружаются на транспортирующие средства в районе карьеров. Сырьевой материал, доставленный из карьеров, направляется в щековую дробилку с блоком пылеудаления для измельчения до размеров 25х25 мм. Измельченное сырье складируется в зависимости от вида. Пыль повторно утилизируется при помощи мешочных фильтров, установленных в перевалочных точках. Сырьевой материал подвергается измельчению на сырьевой мельнице до консистенции каменной муки. Главными компонентами каменной муки являются известь и кремнезем, соотношение которых тщательно дозируется. Известь добывается из пород с содержанием карбоната кальция, а именно из известняка и мергеля. А главным источником кремнезема является глина.
Вторичными компонентами являются алюминаты и оксиды железа. В более малом количестве в составе цемента находятся такие вещества, как оксиды магния и щелочных металлов. Каменная мука взвешивается и подается из силосовать-хранилищ в циклонную башню предварительного нагрева. Каменная мука нагревается от 30 оС до 1000 оС и в результате на 90% кальцинируется. Данная система является полностью закрытым процессом и, ввиду этого, не выделяет в окружающую среду вредных веществ. Оксидные компоненты каменной муки в начале обжига в печи приобретают свободное состояние и затем, вместе с повышением температуры, создают новые соединения. Сырьевой муке, поступающей из печи предварительного нагрева, придается гранулированная консистенция для возможности кальцинирования обжигом в печи при температуре 1500 оС. Данная процедура осуществляется на вертикальных мельницах или шаровых мельницах.Полученный материал называется клинкер. Клинкер, выходящий из печи с температурой 1300oC, охлаждается до температуры 100oC и, при помощи подачи воды под давлением в мельницу, предупреждается нагрев клинкера во время измельчения. Затем клинкер поступает в хранилища. Клинкер, вышедший из процесса охлаждения, в цементном производстве считается промежуточным сырьем.
Цементный клинкер получается в результате совместного помола с сульфатом кальция. В основном для измельчения клинкера и гипса используются шаровые мельницы. В мельницах, в виде стальных цилиндров приблизительного диаметра 3м, находятся отделы с наполненными измельчающими шарами, заполняющими объем цилиндров на одну треть. Во время вращения цилиндра шары ударяют по частицам клинкера и, таким образом, обеспечивают их измельчение. В последнем отделе получают клинкер требуемого калибра. Во время помола клинкера добавляется сульфат кальция в соотношении 3-5% удельного веса. Данная процедура является обязательной с точки зрения контроля химической реакции смеси цемента с водой и времени отвердения. Готовый продукт отправляется в бункеры для хранения. |