Портландцемент самый распространенный вид цемента и не один процесс строительства новых зданий и сооружений, практически не обходится без этого вяжущего вещества, так как является самым выгодным в плане цена/качество.
Общие сведения о портландцементе
Портландцемент – это гидравлическое вяжущее вещество, в котором 80% объема занимают силикаты кальция алит и белит.
Портландцемент имеет зеленовато-серый цвет и тем самым резко отличается от других видов цементов.
Свое название портландцемент получил благодаря острову Портленд в Великобритании. Именно на этом острове в далеком 1824-ом году было начато первое в мире промышленное производство данного вида цемента и название образовалось само собой.
Патент на изобретение портландцемента был выдан Дж. Аспдину.
Как я уже говорил, это самый распространенный вид цемента и не только у нас в стране, но и по всему миру. И на данный момент было построено множество заводов разных размеров по производству портландцемента, именно поэтому он имеет небольшую себестоимость.
Виды портландцемента
При строительстве любого объекта используется портландцемент, а при разных условиях эксплуатации тех или иных зданий и объектов, портландцемент должен обладать разными свойствами и выдерживать не только высокие нагрузки, но и противостоять воздействию погоды, агрессивных сред и механическим воздействиям, которые могут быть условиями эксплуатации любого здания.
Для того чтобы придать портландцементу особые свойства, в его состав добавляет специальные добавки, которые добавляют ему новые свойства (гидрофобность) или улучшают существующие (ускорение твердения).
В зависимости от вида добавок и предназначения того или иного вида портландцемента, различают несколько групп портландцементов.
Виды портландцементов:
- быстротвердеющие;
- нормальнотвердеющие;
- пластифицированные;
- гидрофобные;
- сульфатостойкие;
- дорожные;
- белые и цветные;
- с умеренной экзотермией;
- с поверхностно-активными органическими добавками.
Процесс производства портландцемента
Перед тем как приступить к разбору процесса производства портландцемента, необходимо узнать, что такое клинкер.
Клинкер – это продукт обжига однородной сырьевой смеси, в которую входит известняк и глина определенного состава. Сырьевая смесь обжигается до полного спекания, что позволяет получить преобладание силикатов кальция в конечном продукте, таких как: 2СаО∙SiO2 и 3СаО∙SiO2.
Говоря простым языком, портландцемент получается путем измельчения гипса и клинкера, но на самом деле существует несколько способов производства портландцемента и самые распространенные из них это «сухой» и «мокрый» способы.
Разница между данными методами производства заключается в способе смешивания ингредиентов сырьевой смеси. Они могут быть смешаны в виде сухих порошков или в виде водных раствором.
В процессе измельчения клинкера в него вводят другие необходимые ингредиенты и нужные добавки для придания будущему цементу особых свойств.
В клинкер добавляют:
- от 1,5% до 3,5% гипса – он помогает регулировать сроки твердения бетонной смеси;
- до 15% активных минеральных добавок – они помогают улучшить и/или добавить некоторые свойства, а так же снизить себестоимость цемента.
Для производства портландцемента используют специальные смеси, выступающие в качестве основного сырья.
Смесь для производства портландцемента:
- от 75% до 78% известняк – мел, ракушечник, мрамор и известняковый туф;
- от 22% до 25% глина или известняковая мергель – суглинок, глинистые сланцы.
Так же в сырьевую смесь могут добавлять специальные корректирующие добавки, которые позволяют получить требуемый химический состав сырья, к этим добавкам относятся: колошниковая пыль, пиритные огарки, боксит, песок, опоки, трепел.
При использовании «мокрого» способа производства портландцемента снижается расход электроэнергии, так как не требуется измельчение сухих материалов. Перемешивание и транспортирование мокрой смеси намного проще, чем перемешивание сухой. Так же при «мокром» способе цемент получается более высокого качества и гомогенность шлама тоже повышается. Но, в данном способе производства есть и свои минусы, например увеличенный расход топлива на сушку и обжиг, где требуется на 35% больше топлива, чем при сухом способе производства.
Обжиг сырья производят в специальных длинных вращающихся печах в течение 2-4 часов при температуре около 1470°С. Эти печи имеют внутренние теплообменные устройства, которые упрощают синтез необходимых минералов клинкера. В процессе обжига в сырьевой смеси происходят сложные физико-химические процессы.
