Производство портландцемента

Портландцемент - это продукт тонкого помола портландце-ментного клинкера, полученного в результате обжига до полного спекания природных мергелей или искусственно составленных из известняков и глин сырьевых смесей. Для регулирования сроков схватывания в состав портландцемента при помоле клинкера вводят до 5% гипса.

Портландцемент, как и пуццолановый портландцемент, шлако-портландцемент и их разновидности, используют в качестве гидравлического вяжущего вещества в составе строительных растворов и бетонов, при изготовлении монолитных бетонных и железобетонных сооружений, а также при изготовлении сборных железобетонных конструкций.

Гидравлические свойства портландцемента находятся в строго определенной зависимости от его минералогического состава, определяемого количественным соотношением 3CaO·Si0₂, 2Ca0·Si0₂, ЗСаО·А1₂0₃ и 4Са0·А1₂0₃·Fe₂0₃. Необходимый минералогический состав портландцемента может быть получен, во-первых, в том случае, когда в обжигаемых мергелях или в сырьевых смесях будет содержаться соответствующее эквимолекулярное соотношение между СаО, Si0₂, А1₂0₃ и Fe₂0₃, во-вторых, когда это сырье будет обожжено по строго определенному тепловому режиму.

Количественное соотношение между главными окислами в составе портландцементных клинкеров и портландцементов характеризуется: гидравлическим, силикатным и глиноземным модулями, а также коэффициентом насыщения.

Глиноземный или алюминатный модуль р характеризуется отношением содержания окиси алюминия к окиси железа (в %).

Основной характеристикой портландцементного клинкера и портландцемента в настоящее время является коэффициент насыщения Kн

Наиболее полной и надежной характеристикой портландцементного клинкера, а следовательно, и портландцемента, следует считать минералогический состав, который достаточно точно можно установить петрографическим, термографическим и рентгенографическим путем.

В качестве основного, сырья для производства портландцемента используют известковые, мергелистые и глинистые породы.

Производство портландцемента осуществляется в два этапа - первый заключается в производстве клинкера, второй - в переработке клинкера в портландцемент.

Первый этап состоит из добычи сырьевых материалов и транспортирования их на производство, дробления, помола и смешивания в определенном количественном соотношении, обжига сырьевой смеси, получения из нее клинкера и, наконец, магазинирования клинкера. На втором этапе производят тонкий помол клинкера вместе с соответствующими добавками, транспортирование цемента в силосные склады, складирование и, наконец, отправку потребителю.

Добычу мергелей, известняков, глин и естественных минеральных добавок производят открытым способом в карьерах. В зависимости от дальности расстояния карьера до цементного завода сырье транспортируют грузовым автотранспортом (в самосвалах), с помощью саморазгружающихся железнодорожных вагонов широкой и узкой колен, в вагонетках подвесной канатной дороги и значительно реже - водным транспортом.

Основным способом получения портландцементного клинкера в нашей стране является обжиг сырьевых смесей во вращающихся печах различных систем. В шахтных печах обжигают всего лишь 3-4% от общего выпуска цемента.

Сырьевая смесь может быть приготовлена в виде шлама влажностью от 36 до 42% или в виде сырьевой муки.

В обоих случаях приготовлению сырьевых смесей предшествует лабораторное определение химического состава всех видов сырья и расчет состава сырьевых смесей. Состав сырьевых смесей рассчитывают по заданному Kн.