Химический состав, свойства и порядок производства цемента

Целесообразность собственного производства

В домашних условиях приготовить качественный цемент невозможно, размолотые и растворенные в воде известняк и зола пригодны разве что для замазки швов или фиксации мелких деталей (при условии добавления жидкого стекла). Для создания вяжущего, соответствующего нормам ГОСТ, и с маркой прочности выше М200 требуется линия оборудования, включающая дробилки, транспортеры для подачи сырья, мельницы, дозаторы, сортировочные, гранулирующие, клинкерную и шнековые машины, барабанную печь, охладитель и пакетирующие станки. Для обслуживания цементного завода требуются силы как минимум 40 человек, характерно высокое потребление энергоресурсов.

Основным поставщиком оборудования является Китай, фирмы-реализаторы предлагают как отдельные машины, так и полностью укомплектованные линии. Претензий к надежности агрегатов и качеству изготавливаемого портландцемента нет. Начальная стоимость мини-завода составляет не менее 1000000 рублей, для размещения потребуется площадь от 30000 м2. Но несмотря на значительные первоначальные вложения этот бизнес относится к рентабельным из-за востребованности данного стройматериала. Средняя себестоимость 1 т цемента – от 800 до 1000 рублей, а реализации – от 3500 до 4000.

Рентабельность во многом зависит от качества и доступности сырья, близости карьеров и степени развития маркетинговой сети. При полном цикле заводы выпускают от 330 т/сутки, что означает свыше 60000 рублей чистой прибыли в день.

Марки раствора и их использование

Как и подавляющее большинство строительных материалов, приготовленный цементный раствор тоже имеет свою маркировку. Бывают растворы М10, М25, М50, М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300, но в частном строительстве обычно используются марки от М75 до М150.

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Маркировка готового раствора не зависит напрямую от марки используемого для его приготовления цемента, как ошибочно полагает большинство непрофессионалов. На самом деле смесь одной марки можно приготовить из разных марок цемента.

Например, смесь М100 можно получить из цемента М300, М400, М500, причем во всех случаях количество используемого для ее приготовления цемента будет одинаковым. Зато изменяется количество песка: при использовании цемента М300 соотношение песка и цемента будет 3:1; при применении М400 — 4:1; а при использовании М500 — 5:1.

При использовании цементного раствора профессиональные строители советуют применять состав той же марки, что и используемый для строительства материал. Т.е. если для заливки фундамента используется бетонный раствор М75, то для стяжки цоколя нужно применять цементную смесь той же марки. Если для выгонки стен используется кирпич М100, то и смесь для выполнения кладки должна соответствовать этой марке.

Но на практике такое возможно далеко не всегда. Например, используя при выгонке стен кирпич М300, нет смысла брать для его укладки раствор той же марки — с таким раствором трудно работать, да и финансовые затраты на его изготовление очень большие. Вполне подойдут для работы марки в диапазоне от М100 до М150. На практике такую кладку чаще всего выполняют, используя смесь песка и цемента М400 в пропорции 3,5:1, т.е. приблизительно М115.

Отличия мокрой технологии производства от сухой

Обе технологии производства цемента обладают своими нюансами, плюсами и минусами. Но есть ключевые особенности, которые необходимо учитывать в первую очередь при планировании бизнеса и просчете расходов, прибыли. Главный недостаток мокрого метода производства цемента – существенная энергоемкость всего процесса, которая отражается соответствующим образом на цене конечного продукта в сторону повышения.

Сухая же технология менее экологична и опасна для окружающей среды, в связи с чем требует значительных расходов на устранение этого фактора. При этом, сам процесс производства обходится дешевле по всем пунктам, позволяет понизить цену конечного продукта.

Существующие разновидности

На рынке строительных материалов предлагается несколько разновидностей цемента. В качестве примера можно рассмотреть шлакопортландцемент, который создается посредством добавления к известному портландцементу шлака в гранулированном состоянии. Последний компонент получается в результате выплавки чугунных слитков в доменных печах. Стоят такие стройматериалы дешевле остальных, а их состав гарантирует высокую водостойкость постройки.

Популярным типом цемента является быстротвердеющий материал. В его составе присутствует большое содержание алита и алюминатной фазы. Также клинкер характеризуется мелким помолом, что сокращает сроки набора необходимых прочностных показателей.

Сульфатостойкие марки портландцемента эффективны при проведении подводных работ, возведении гидротехнических сооружений или других задачах, когда необходимо защитить объект от сульфатной коррозии. В исходном сырье такого материала минимизировано содержание 3-кальциевого алюмината и белита.

ЧИТАТЬ Краска для бетона: виды износоустойчивых материалов для наружных работ

Модели с низким тепловыделением при наборе прочности задействуются для возведения массивных и объемных конструкций, которые поддаются повреждениям и трещинам во время экзотермической реакции набора прочности. Такие материалы напоминают по составу сульфатостойкий цемент.

Продукция, в основе которой лежит белый цемент, характеризуется повышенными эстетическими свойствами. Если исходное сырье состоит из окисей железа и марганца, это способствует появлению характерного серо-зеленого оттенка, что недопустимо в белом цементе. Для устранения проблемы клинкер создается из светлых, каолиновых глиняных сортов.

Есть множество других типов цементных растворов, которые могут демонстрировать следующие характеристики:

• Гидрофобность.
• Водонепроницаемость.
• Пластифицируемость.

Мокрая технология производства цемента

Производство цемента мокрым методом начинается так же, как и в любом другом случае: с добывания твердого известняка из карьеров, который потом дробят на куски разной величины. Потом куски измельчают в специальных дробильных агрегатах до тех пор, пока фракция известняка не будет равна максимум 8-10 миллиметрам.

Потом на завод доставляют глину из карьера, ее обрабатывают в вальцевых дробилках до тех пор, пока размер кусков не будет равен максимум 100 миллиметрам. Измельченную смесь глины отмачивают в болтушках до момента получения глиняного шлама влажностью в пределах 70%. Потом шлам отправляют в мельницу, где его смешивают и размалывают вместе с известняком.

Далее шлам, влажность которого находится уже на уровне 40%, отправляют в вертикальный бассейн, где осуществляется окончательный процесс корректировки. Данная операция чрезвычайно важна, так как именно тут формируется и обеспечивается правильная химическая формула состава шлама.

После проверки качества шлама его транспортируют для реализации последующих этапов: цементную массу из вертикального бассейна транспортируют в горизонтальный, где смесь хранят до того, как отправить в печь для обжига. Сырье в горизонтальном бассейне постоянно перемешивается механически с использованием сжатого воздуха. Это не позволяет шламу выпадать в осадок и дает возможность полностью гомогенизироваться.

В случае, когда производство цемента предполагает использование сырья с неизменным химическим составом, корректирование состава шлама выполняется в горизонтальном бассейне.

Далее шлам отправляют на обжиг в печь, где он превращается в клинкер. Клинкерная основа, полученная в итоге, отправляется в промышленный холодильник и там охлаждается. Потом клинкер дробят, подают в емкости мельниц, повторно измельчают до состояния порошка.

В случае, когда процесс обжига шлама требует применения твердого топлива, необходимо позаботиться о строительстве дополнительного помещения (где будет храниться, готовиться уголь). Если технологическая схема производства цемента требует применения газообразного/жидкого топлива, процесс обжига клинкера упрощается.

На завершающем этапе производства цемент из бункеров мельниц направляют в специальные помещения, где он хранится. Здесь лаборанты исследуют качество продукции, определяют марку. Только по завершении проверки цемент может отправляться на упаковочные аппараты.

Преимущества

Рассматривая мокрый способ производства цемента, стоит учитывать его плюсы и минусы. Как и любой технологический процесс, данный обладает своими особенностями.

Ключевые достоинства мокрого метода производства цемента:

• Понижение технологических затрат на измельчение сырьевой базы – глина и мел прекрасно намокают в воде в бассейне при первичной обработке, в связи с чем измельчаются легче и проще.
• Транспортировка, усреднение, корректировка шлама осуществляются проще, безопаснее с точки зрения экологии, особенно в сравнении с аналогичными процессами при производстве цемента сухим способом.
• Намного меньше образуется пыли.
• Печи обжига по конструкции простые, надежные, обладают высоким коэффициентом использования пространства (варьируется в пределах 0.89-0.91).
• Есть возможность использовать в производстве компоненты с достаточно «пестрым» (разным) химическим составом, а также обеспечена хорошая гомогенизация шлама.

Недостатки

Недостатков в мокром методе производства цемента мало, но они есть и не учитывать их нельзя.

Основные минусы мокрого метода производства цемента:

1. Высокий удельный расход тепловой энергии в процессе обжига сырья. Сырье, которое поступает для обжига, обладает в среднем влажностью до 45%. И для испарения влаги, правильного прогрева компонентов необходимо до 6800 кДж/кг тепловой энергии либо 35% тепловой мощности печи. В связи с такими расчетами часть обжиговой печи функционирует в качестве сушильного агрегата с последующими сложностями.
2. Высокий уровень материалоемкости печей для обжига наряду с не очень большой производительностью.

Указанные недостатки приводят к достаточно низкой производительности труда, существенным эксплуатационным и технологическим расходам, что обуславливает высокую стоимость всего производства.

Расшифровка маркировки цемента по новым нормативам

Кодирование информации о продукции по ГОСТ 31108-2003 основано на разделении видов цемента на 5 групп, обозначаемых римскими цифрами. Первые 3 буквы взяты из названия порошка — ЦЕМ.

У каждого объединения есть признаки, указывающие на особенности изготовления:

• I — портландцемент бездобавочный, состоит на 95-100% из цементного клинкера;
• II — эта группа подразделяется на подклассы А с добавками 6-20% и В — 21-35%. Здесь же находятся пуццолановые цементы, содержащие
• III — шлакопортландцемент при содержании шлаков 36-65%;
• IV — пуццолановый цемент с добавкой 21-35%;
• V — композиционный порошок, включающий в состав 11-30% шлака и в тех же пределах пуццолан.

У каждой из присадок в обозначении своя буква: И — известняк, З — зола уноса, МК — микрокремнезем, К — композитная добавка, Г — глиеж, Ш — шлак, П — пуццолан. После следует цифра класса прочности, за ней буквы: Н — нормальное время твердения, Б — быстрое схватывание. Пример: шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н ГОСТ 31108-2003. Расшифровывается так: прочность цемента 32,5 МПа, он нормально-твердеющий, содержит 36-65% шлака.

Химический состав на основании сырьевой базы цементного порошка

Современный вяжущий порошок на 70% состоит из неорганических веществ, на 20% – из органических, на 10% – жидкости. В частности, процесс изготовления построен на комбинировании:

• извести (60%);
• диоксида кремния (20%);
• алюминия (4%);
• гипсовой составляющей и оксидированного железа (2%);
• магния оксид (1%).

Представленное соотношение характерно для традиционного портландцементного порошка. Естественно, возможны видоизменения: формулы напрямую зависят от того, какие характеристики производителю необходимо в итоге получить.

Сегодня же, когда изготавливают цементный порошок, измельчают клинкер. Это производная обжигаемой глины и известняка (3 к 1). Фактически клинкер – полуфабрикат, из которого делают цемент. Обжигание при температуре в 1500 градусов по Цельсию с последующей стадией измельчения позволяет получить частицы диаметром до 0,6 см.

После дробления в составное вещество вводятся добавки:

• позволяющие контролировать срок, когда начинается и завершается стадия схватывания;
• корректирующие разные параметры изделия (пластификаторы, присадки и прочие).

Теперь горные породы заменены на следующие наборы разновидностей исходных веществ:

• Карбонатные ископаемые. Это вещества кристаллического или аморфного типа, предопределяющие эффективность взаимодействия материала с прочими составляющими будущего цементного порошка.
• Осадочные образования. Глинозем и прочие глиносодержащие вещества способствуют повышению пластичности и разбуханию, которое происходит, когда на материалы воздействует влага. В главные особенности этой составляющей стоит записать вязкость, обуславливающую её востребованность, когда применяется типовой сухой способ выпуска цементного порошка.

Помимо известняка и глины часто используется:

• извлекается известь из мергелистых отложений, либо её заменяет мел, доломитовые отложения, а также ракушечник;
• что касается глиносодержащих составляющих, то ими также может выступать суглинок, лесс или сланцевые производные.

Составляющие, которыми выполняется корректировка, бывают такими:

• железистые и кремнебелитовые;
• плавиковый шпат;
• апатиты и т.д.

Как альтернатива для приготовления, прибегают к включению в вещество различных производственно-промышленных отходов:

• пиритные огарки;
• сбор пыли из домны, а также белитового шлама;
• минерализирующие элементы.

Также нельзя забывать о профильных модификаторах:

• увеличивающих морозостойкость и ускоряющих прохождение активных этапов от замеса до застывания;
• наращивающих подвижность и обеспечивающих полноценность гидратации;
• усиливающих водостойкость;
• улучшающих прочностную возможность и т.д.

Учитывая всё разнообразие составляющих, на рынок поступает порошок, адаптированный под задачи, которые решаются, когда осуществляется строительство.

Краткий финансовый план

Сумма затрат на организацию и ведение бизнеса, как и размер прибыли зависит от мощности завода. Производство цемента будет рентабельным, только если производить не меньше 800 тонн клинкера за сутки, или 24000 тон за месяц. Из этого количества клинкерного сырья получается соответственно 825 и 24725 тонн портландцемента. Для примерного расчета взята именно такая производительность завода, работающего на покупном сырье по «сухой» технологии.

Первоначальные вложения

Основная часть стартового капитала уйдет на покупку оборудования. Стоимость указанной выше производственно-технологической линии составляет порядка 500000000 рублей. Еще 250000000 рублей нужно выделить на выполнение строительно-монтажных работ.

Следующие затраты пойдут на приобретение месячного запаса сырья. Его количество определяется, исходя из принятых отраслевых норм. При суточной производительности 800 т клинкера и 825 т портландцемента потребность в сырьевых материалах будет следующей:

Вид сырья	Цена, рублей/тонна	Расход	Стоимость месячного запаса, рублей
в сутки, т	за месяц, т
Известняк	600	805	24150	14490000
Гипс	715	41	1230	879450
Шлак	1400	355	10650	14910000
Всего				30279450

Расход энергоресурсов для производства расчетного количества цемента составит:

Вид энергоносителя	Цена, рублей за единицу	Расход	Стоимость месячного расхода, рублей
в сутки	за месяц
Электроэнергия, кВт. ч	3,39	100000	3000000	10170000
Каменный уголь, т	3400	200	6000	20400000
Всего				30570000

С учетом остальных затрат общая сумма стартовых вложений будет следующей:

Статья затрат	Сумма, рублей
Юридическое оформление бизнеса: пошлина уставной капитал (минимальный взнос) сертификация оформление документов	20550 4000 10000 6000 550
Обустройство помещений: ремонт офисная мебель складское оборудование арендная плата на время ремонта	500000 200000 50000 50000 100000
Стоимость производственной линии	500000000
Строительно-монтажные работы	250000000
Месячный запас сырья	30279450
Рекламно-маркетинговая кампания	50000
Непредвиденные расходы	5000000
Итого	781350000

Производственные затраты

Каждый месяц на оплату труда указанного выше персонала потребуется:

Должность	Оклад, рублей	Численность, единиц	ФОТ, рублей
Директор	50000	1	50000
Бухгалтер	45000	1	45000
Менеджер по поставкам и сбыту	35000	1	35000
Технолог	35000	2	70000
Мастер цеха	30000	3	90000
Специалист на линии	25000	60	1500000
Подсобный рабочий	20000	24	480000
Водитель	20000	2	40000
Уборщица	15000	2	30000
Итого			2340000

Общие ежемесячные затраты на ведение производственной деятельности будут следующими:

Статья расходов	Сумма, рублей
Аренда помещения	100000
ФОТ	2340000
Закупка запаса сырья	30279450
Оплата энергоносителей	30570000
Поддержание рекламы	25000
Непредвиденные расходы	500550
Всего	63815000

Прибыль и рентабельность

Среднерыночная оптовая стоимость портландцемента составляет 3900 рублей за тонну. На начальном этапе деятельности предприятия с целью привлечения клиентов продукцию следует реализовывать по более низкой цене – 3500 руб./т.

Исходя из этого, финансовые результаты деятельности завода будут следующими:

Показатель	Значение
Выработка цемента за месяц, т	24725
Стоимость 1 т, рублей	3500
Среднемесячная выручка, рублей	86537500
Прибыль до налогообложения, рублей	22722500
Налог (УСН, 15% от прибыли)	3408375
Чистая прибыль	19314125

При получении чистой ежемесячной прибыли в размере 19,3 млн. рублей вложенные средства окупятся примерно за 3,5–4 года полноценной работы. Если учитывать, что на полную мощность предприятие сможет выйти как минимум в течение 1,5–2 лет, то реальный срок окупаемости составит порядка 5–6 лет. Этот период можно сократить, если перейти на самостоятельную добычу сырья и увеличить объемы производства.

Как делают белый цемент

Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.

Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).

В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).

Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.

Сертификация

От качества цемента в значительной степени зависит безопасность возводимых конструкций и зданий, поэтому он подлежит обязательной сертификации. Данная процедура включает несколько проверок:

1. Технологии – на предмет наличия проверенных измерительных средств, технической документации, контроля качества на входе и приемке, правильной инфраструктуры, квалифицированного персонала.
2. Результатов лабораторных исследований цемента за предыдущий год.
3. Документов компании (уставных, регистрационных, нормативных) и Технических условий (ТУ) на производство.
4. Проб цемента, принятых ОТК завода, в аккредитованной лаборатории (под протокол).

По результатам указанных проверок принимается решение о том, соответствует ли производство, технология и организация предприятия требованиям сертификации. При выявлении каких-либо нарушений выдача сертификата откладывается до момента их устранения.

Сертификация проводится отдельно на каждый вид выпускаемой продукции. В дальнейшем сертифицированный цемент подлежит регулярным проверкам, которые проводятся контролирующим органом 1 раз в 6 месяцев на протяжении всего срока действия сертификата.

Как изготавливается

Из чего же делают цемент? Процесс изготовления строительного материала достаточно энергоемкий, в него входит получение клинкера и превращение его в порошкообразный материал.

При добыче составляющих для производства цемента из извести проводится разработка соответствующих месторождений. Необходимый слой для изготовления находится на некоторой глубине. После извлечения известняк направляется на раскалывание.

Производство

Расколотые мелкие части сушатся, а затем размалываются и смешиваются с другими частицами нужных компонентов. Эта смесь сырьевых материалов подвергается воздействию очень высоких температур и в результате формируется промежуточный продукт — цементный клинкер.

Вообще производство цемента сводится к двум вариантам. В первом случае смешивание компонентов происходит в сухом виде, во втором случае делается водный раствор, в котором перемешиваются все ингредиенты.

Более подробно о производстве цемента смотрите на видео:

Помещение и персонал

При определении местоположения завода нужно исходить из того, что цементное производство относится к категории вредных из-за наличия большого количества цементной пыли. Она негативно влияет не только на работников и близлежащую территорию, но и разносится на большие расстояния, оседая на почву и делая ее непригодной для сельскохозяйственных культур. Поэтому лучше всего располагать цементный завод за пределами населенного пункта.

Второе условие, которое надо соблюсти при выборе здания – это непосредственная близость к месту добычи сырья. Такое расположение существенно снизит транспортные расходы и себестоимость цемента в целом.

Общая площадь завода должна составлять как минимум 400 кв. м, на которых надо будет расположить несколько зон. Основная из них – производственная, поскольку занимает большую часть пространства и требует соблюдения нескольких требований.

При обустройстве цеха следует учитывать следующие факторы:

• одна технологическая линия по производству цемента занимает 250 кв. м;
• требуемая для ее установки высота потолков составляет как минимум 4 м;
• обязательным по санитарно-гигиеническим требованиям является наличие мощной промышленной вентиляции.

Остальную площадь будут занимать:

• офисные помещения;
• 2 склада – под сырье и готовый цемент;
• служебные комнаты с санузлом.

Изготовление цемента предполагает непрерывный производственный цикл. Поэтому работа на заводе должна быть круглосуточной – в 3 смены. При таком режиме численность персонала для мини-завода составит 96 человек, включая следующие единицы:

• директор;
• бухгалтер;
• менеджер по поставкам и сбыту;
• 2 технолога;
• 3 мастера цеха (1 на смену);
• 60 специалистов по обслуживанию линии (20 на смену);
• 24 подсобных рабочих (8 на смену);
• 2 водителя;
• 2 уборщицы.

Обязательным требованием техники безопасности является обеспечение всех работников цеха спецодеждой, масками и респираторами.

Химический состав цемента

Итак, мы знаем, из чего состоит цемент, но за счет чего получают разные виды этого строительного материала? Дело в том, что свойства сортов цемента зависят от пропоций перечисленных компонентов, а также от различных минеральных добавок, влияющих на его химический состав.

Для примера рассмотрим составные части портландцемента, который более всего востребован в строительной промышленности:

• CaO — это формула оксида кальция, более известный нам как негашеная известь — его минимальная доля в цементе 62%;
• SiO2 – диоксид кремния или кремнезем — не менее 20%;
• Аl2O3 – оксид алюминия или глинозем — не менее 4%;
• Fe2O3 — оксид железа, магнитный железняк — 2%;
• MgO — оксид магния или жженая магнезия — 1%.

Оставшаяся процентная доля — это дополнительные присадки, которые вводятся в состав цемента для достижения требуемых характеристик.

Теперь вернемся к основным компонентам цемента и рассмотрим их более детально:

Клинкер — основной ингредиент при производстве любого цемента. Это смесь известняка и глины, взятых в пропорции 3:1. Именно такое соотношение дает нужную прочность готовому материалу. Сырье нагревают при температуры почти 15000 до тех пор, пока оно не начнет плавиться и образовывать отдельные частицы. Диаметр этих гранул — от 1 до 6 см. Они содержат около 5% глинозема и 3% оксида железа. Клинкерные частицы для дальнейшей обработки дробятся в мельчайшую пыль;

Гипс — компонент, влияющий на скорость твердения цемента, а также на его прочность, усадку. Максимальное содержание гипса в цементной смеси — 6%.

Дополнительные вещества, с помощью которых получают разные сорта и модификации цемента.

Среди смесей можно выделить несколько наиболее известных и востребованных в разных областях строительства.

Портландцемент

Это цемент на клинкерной основе с добавлением силикатов кальция и других веществ. Используется для изготовления бетона и железобетона разной скорости твердения.

Сульфатостойкий

Главная характеристика этого вида — стойкость к воздействию кислот, солей, других химических соединений. Из бетона на основе сульфатостойкого цемента можно, например, отливать сваи для различных построек. Их не будут разрушать грунтовые воды, агрессивные элементы почвы. Мосты, насосные станции, септики, водозаборные сооружения также строят с помощью сульфатостойких смесей.

Пуццолановый

Имеет сходство с сульфатостойким, но включает большое количество активных добавок (до 35%). Чрезвычайно устойчив к воздействию воды, поэтому широко используется для подводного, подземного строительства, сооружения шлюзов, тоннелей, шахт и т. д.

Глиноземистый

Как можно понять из названия, в этом составе повышено содержание глинозема, поэтому такая смесь быстро набирает прочность как на воздухе, так и в воде. Глиноземистый цемент используют для ремонтных работ (например, быстрой заделки трещин или пробоин), срочной починки дорог, скоростного зимнего строительства.

Кислотоупорный

Применяется в химической промышленности — для изготовления резервуаров, облицовки оборудования. Состоит из веществ, не поддающихся влиянию кислот, разводится натриевым или калиевым жидким стеклом. От постоянного действия воды разрушается, поэтому требует специальных гидрофобных присадок.

Пластифицированный

Производится с добавлением специальных веществ, замедляющих схватывание раствора, делающих его более текучим. Такой цемент требует меньше воды при замешивании, а значит, бетон на его основе получается более прочным. К тому же этот вид обладает повышенной стойкостью к низким температурам, коррозии.

Шлакоцемент

80% от его объема занимает гранулированный шлак, который измельчается вместе с клинкером и гипсом. Это позволяет снизить цену строительного материала примерно на 1/10. Получившийся состав хорошо переносит высокие температуры, не боится воздействия пресной и минеральной воды.

На практике в строительных работах чаще всего используют портландцемент М500, как наиболее универсальный.

Из чего делают цемент: основное сырье

Основным сырьем при цементном производстве являются породы из глины и карбоната, а также другие материалы, имеющие естественное происхождение, и отходы производств, такие как шлаки.

Физические свойства этих пород сильно влияют на качество произведенного цемента. Породы, имеющие кристаллическую структуру, хуже вступают во взаимодействие с остальными компонентами во время обжига, если сравнивать с породами, у которых аморфная структура. Свойства этих пород следующие:

1. Мел — это мягкая порода осадочного типа, которая представляет из себя известняк с мажущей способностью. Мел можно без труда измельчить. Этот материал — важный компонент при создании цементной смеси.
2. Мергель — порода осадочного происхождения, находящаяся между известью и глиной по своим свойствам. Бывает как в твердом, так и рыхлом состоянии. Плотность и влажность этой породы различаются зависимо от того, какой процентный состав глины в нее входит.

При изготовлении цемента используются такие породы, как: глина, лесс, глинистый сланец и суглинки лессовидного типа. Эти материалы со следующими свойствами:

1. Глины являются породами осадочного типа, которые включают минералы с различными свойствами, при смачивании они становятся пластичными и набухают. Если изготавливать цемент с помощью сухого метода, пластифицирующая способность глины дает возможность гранулировать муку и создавать брикеты. Суглинок — это обыкновенная глина, в которую попали частицы пыли и песка.
2. Глинистый сланец — порода с высокой плотностью и твердостью. Пластинки, из которых состоит эта порода, имеют небольшую толщину. По сравнению с глиной сланцы не такие влагоемкие и имеют более стабильный состав.
3. Лесс состоит из мельчайших частиц минералов, таких как кварц, полевой шпат, имеет высокую рыхлость, пористость и невысокую пластичность. Между суглинком и лессом по свойствам находится лессовидный суглинок.

Сырьё для производства цемента, из чего он делается, технология изготовления

Сегодня процесс изготовления цемента изменился. Изготовляют его несколькими способами, да и компоненты, входящие в его состав, тоже отличаются от использовавшихся две сотни лет назад.

Так как сырьём для производства цемента гост31108 2003, гост 30515 2013 служат естественные породы, то и предприятия, занимающиеся его изготовления, чаще всего размещают поблизости от мест добычи этих пород.

Все ископаемые, из которых делается цемент, делятся на два вида:

1. Карбонатные ископаемые, отличающиеся характеристиками и особенностью структуры. Именно структура породы обеспечивает эффективное её взаимодействие с остальными ингредиентами состава продукта.
2. Глинистые и горные породы, имеющие осадочное происхождение. Имея минеральную основу, при увлажнении они приобретают пластичность и увеличиваются в объёме. Так как для данного вида сырья характерна вязкость, то их можно использовать, производя цемент сухим способом.

Теперь следует назвать конкретно, какие ископаемые относятся к каждому из видов сырья, используемых при производстве цемента.

К карбонатным породам относят следующие виды природного сырья:

мел, представляющий разновидность известняка. Обладает способностью легко измельчаться;

Мел

мергелистый известняк, в природе встречается как в рыхлом, так и в твёрдом состоянии. В породе могут содержаться примеси глины, поэтому данный вид известняка считается сырьём переходным, обладающим свойствами, характерными и для известняков, и для глины;

Мергелистый известняк

известняки – ракушечники, не имеющие включений кремния. Порода имеет пористую, легко разрушающуюся при сжатии структуру;

Известняки – ракушечники

доломитовые породы и другие ископаемые осадочного происхождения. Они содержат карбонаты, придающие породе ценные свойства.

Доломит

Глинистые породы включают следующие виды ископаемых:

глина с минеральными включениями, набухающими при контакте с водой;

Глина

суглинки, содержащие повышенную концентрацию частиц песка;

Суглинки

сланцы, имеющие глинистую основу. Данное сырьё относят к горным породам, повышенной прочности. При механическом воздействии разделяется на пластинчатые пластины. Характеризуется стабильным составом и низким содержанием влаги;

Сланцы

лесс, пористая порода, с включениями частиц кварца и силиката.

Лесс

Кроме данных видов сырья, что изготавливать цементную смесь на заводе используют некоторые виды производственных отходов. Для улучшения качества в его состав добавляют добавки, предусмотренные технологическим процессом: глинозём и кремнезём, плавиковый шпат и апатиты.

Все добавки, называемые пластификаторами, также природного происхождения. Они влияют в лучшую сторону на следующие качества цемента:

• увеличивают стойкость к изменениям температуры;
• усиливают прочность;
• подвижность и эластичность продукта;
• уменьшает проникновение воды в готовое изделие.

В зависимости от свойств, добавленных в состав цемента пластификаторов, его раствор будет застывать быстрее, или же медленнее.