Цемент

Виды цемента

Благодаря многообразию входящих компонентов производители выпускают самые разные виды цементов, которые отличаются свойствами, а значит, сферой применения. Рассмотрим наиболее востребованные виды:


1.  (ПЦ). Это один из самых распространенных видов цемента, который массово используется в частном и промышленном строительстве, а также применяется при проведении отделочных работ. Его можно назвать универсальным материалом. Выпускается такой цемент без добавок (Д0), и может быть следующих марок: М400 и М500, М550, а также М600.

2. Цветной и белый (БЦ). Данные виды отличаются цветом, ведь в них присутствуют органические или минеральные красители. Такая особенность позволяет использовать растворы на основе цемента для декоративной отделки интерьеров и фасадов зданий. К тому же цветной цемент используется при производстве искусственного камня и различных скульптурных композиций.

К его преимуществам можно отнести устойчивость к атмосферным осадкам и воздействию ультрафиолета. Такой цемент даже с годами не разрушается, не выгорает и не желтеет. К тому же застывает он гораздо быстрее портландцемента.

3. Быстротвердеющий (БТЦ). Из названия становится очевидным, что у этого материала самый короткий срок отвердения. Кроме того, он чрезвычайно устойчив к морозам. Такая особенность позволяет проводить строительные работы в сжатые сроки и при отрицательных температурах. Выпускается цемент марками М400 и М500.

4. Расширяющий. Производится с добавлением гипса. Данный материал используют в тех случаях, когда хотят минимизировать возможную усадку будущего строения. Затвердевая и избавляясь от влаги, такой цемент расширяется, чем компенсирует усадку.

5. Напрягающий. Производится с добавлением алюминатов. Наличие этого компонента позволяет получить один из самых прочных и морозоустойчивых цементов с повышенными требованиями к гидроизоляции. Неудивительно, что такой материал идет на изготовление ответственных железобетонных конструкций, например, конструкций мостов и высотных домов.

Кстати, набирая прочность, такой материал расширяется, заполняя все существующие пустоты и стыки, трещины и ниши. Похвастаться такой особенностью может далеко не каждый вид цемента.

6. Глиноземистый (ГЦ). Такой материал отличается повышенной скоростью отвердения, а также высокой твердостью и морозостойкостью. Данный цемент незаменим при аварийных работах в условиях экстремально низких температур.

Кроме того, у глиноземистого цемента имеются два подвида:

— Гипсоглиноземистый цемент – используется для получения безусадочных водонепроницаемых бетонов;

— Высокоглиноземистый цемент – из него получают жаростойкие бетоны, применяемые для работы в среде с повышенными температурами.

7. Водонепроницаемый расширяемый (ВРЦ). Рассматриваемый вид отличается высокой устойчивостью к влаге, а потому успешно используется для возведения бетонных конструкций во влажных условиях, к примеру, фундаментов домов в болотистой местности.

8. Гидрофобный (ГФ). По способности отталкивать влагу гидрофобный цемент превосходит водонепроницаемый в 5 раз. Благодаря этому свойству материал используется для возведения бассейнов и других гидротехнических сооружений, подразумевающих непосредственный контакт с водой.

9. Фосфатный. При изготовлении данного материала в него добавляют ортофосфорную кислоту, а также некоторые оксиды (меди, магния и титана). Наличие таких добавок в разы повышает ударную вязкость цемента, благодаря чему он обретает способность противостоять ударам и может наноситься на металлические поверхности.

10. Сульфатостойкий (СС). Применяется для возведения гидротехнических сооружений, но только тех, которые не контактируют с речными и грунтовыми водами. В продаже можно найти сульфатостойкий цемент марок М400 и М500.

11. Шлаковый (ШПЦ). Добавление шлака позволяет серьезно удешевить материал, но в то же время не допустить ослабления его прочности. Недаром ведь этот цемент применяется для возведения подземных конструкций. К недостаткам таких смесей относят их длительное схватывание и высыхание. Выпускается марками М300, М400 и М500.

12. Тампонажный. Это специфический цемент, который используется в газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Определение портландцемента

Портландцемент – широко применяемый тип цемента, употребляется в качестве связующей основы для получения раствора.

Был изобретен в 1824 году в Англии каменщиком Джозефом Аспдином и получил свое название по сходству и внешнему виду с известняком Портленда, острова в графстве Дорсет (Англия).

Портландцемент получают путем измельчения клинкера с добавлением мела в необходимом количестве для упорядочения процесса гидратации. Проведя микроскопический анализ на куске цемента можно обнаружить присутствие четырех основных компонентов, а именно L алита (трехкальциевого силиката), белита (дикальция силикат), целита (трехкальциевого алюмината) и браунмиллерита (алюминат феррита).

Производство портландцемента происходит в три стадии:

  1. Приготовление сырой смеси из сырья.
  2. Производства клинкера.
  3. Подготовка цемента.

В качестве сырья для производства Портланд материалов применяют минералы содержащие оксиды:

  • Кальция СаО (44%)
  • Кремния SiO 2 (14,5%)
  • Алюминия Al2O3 (3,5%)
  • Железа Fe2O3 (2%)
  • Магния MgO (1,6%)

Добыча происходит в шахтах, под землей или открытым небом в непосредственной близости от завода, которые, как правило, уже имеют требуемую композицию, а в некоторых случаях необходимо добавить глину, известняк, железную руду, бокситы или остатки литейных материалов.

Смесь нагревают в специальной цилиндрической печи, расположенной горизонтально с небольшим наклоном и медленно вращающейся. Температура поднимается вдоль цилиндра примерно до 1480°С.

Градус нагрева определяется таким образом, что минералы агрегируют, но не плавятся. В нижней секции карбонат кальция (известняк) распадается на оксид кальция и двуокись углерода (CO2).

В высокотемпературной зоне оксид кальция вступает в реакцию с силикатами, образуя силикат кальция (CaSiO3 и Ca2Si2O5), небольшое количество трехкальциевого алюмината (Ca3Al2O6) и алюминат феррита (C4AF, результат реакции 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).

Полученный материал называют клинкер. Клинкер может храниться в течение многих лет, прежде чем поступит в производство при условии – избегать контакта с водой.

Теоретическая энергия необходимая для производства клинкера составляет около 1700 джоуль на грамм, величина дисперсии намного выше и может достигать до 3000 джоулей на грамм. Это предполагает большую потребность в энергии и значительное высвобождение двуокиси углерода в атмосферу – парниковых газов.

Количество углекислого газа в атмосфере в среднем равно 1,05 кг CO2 на 1 кг портландцементного клинкера.

Для улучшения характеристики готового продукта в клинкер добавляют около 2% гипса или сульфата кальция и смесь тонко измельчают. Полученный порошок фасуется и готов к использованию.

Цементный состав:

  • 64% оксид кальция.
  • 21% оксид кремния.
  • 6,5% оксид алюминия.
  • 4,5% оксид железа.
  • 1,5% оксид магния.
  • 1,6% сульфат.
  • 1% других материалов, в том числе воды.

Портландцемент смешивают с водой, полученная смесь затвердевает в течение нескольких часов. Первоначальное упрочнение обусловлено реакцией между водой, гипсом и трехкальциевым алюминатом формируя кристаллическую структуру алюмината кальция гидрата (CAH), эттрингита (AFT) и моносульфата (AFM).

Последующее затвердение и развитие внутренних сил натяжения получено из медленной реакции воды с трех кальциевым силикатом с образованием силиката кальция аморфной структуры под названием гидрат (CSH гель). В обоих случаях, структуры обволакивают и связывают присутствующие отдельные гранулы материала.

Завершающая реакция производит силикагель (SiO2). Все три реакции вырабатывают тепло.

Путем добавления к цементу конкретных материалов (известняк и известь) получают пластический бетон быстрой установки и высокой технологичности. Строительный раствор с использованием смеси портландцемента и извести известен как известковый раствор. Этот материал используется для покрытия наружных поверхностей зданий (гипс). Обычный бетон фактически не поддается размазыванию.

Марки цемента

Решив приобрести цемент важно научиться ориентироваться по маркам данного материала. Прежде всего, римскими цифрами указывается состав входящих компонентов:

Прежде всего, римскими цифрами указывается состав входящих компонентов:

— ЦЕМ I – чистый портландцемент, практически не содержащий добавок (не более 5% от всей массы цементного порошка). Этот материал отличается самой высокой скоростью затвердевания, благодаря чему бетон набирает 50% прочности буквально через сутки после заливки. Его рабочая прочность 32,5 МПа.

— ЦЕМ II – портландцемент с наличием добавок от 6 до 35%. Застывает немного медленнее, а все из-за присутствия в составе дополнительных элементов.

— ЦЕМ III – шлакопортландцемент, имеющий нормальную скорость затвердевания и прочность 32,5 МПа. Присутствие добавок в этом материале в районе 35-65% заметно замедляет процесс схватывания смеси, однако наличие доменного гранулированного шлака, компенсирует скорость застывания.

— ЦЕМ IV – пуццолановый цемент. Добавок в нем 21-35%, а значит, он также может похвастаться нормальной скоростью затвердевания. Помимо пуццоланов (П), в его состав включена зола-унос (З) и микрокремнезем (М или МК). По прочности он не уступает другим видам — 32,5 МПа.

— ЦЕМ V – композиционный цемент с хорошей скоростью затвердевания и прочностью равной 32,5 МПа. Из добавок в нем 11-30% доменного шлака, а также 110-30% золы-уноса.

После указания компонентов в маркировке идет тип присадки:

  • И – известняк;
  • П — пуццоланы;
  • Ш – шлак (по сути, отход металлургического производства);
  • З – зола-унос (по сути, отход энергетических предприятий);
  • М, МК – микрокремнезем.

Затем идут прочностные характеристики материала. Цифрами указывается показатель прочности, которого материал достигает спустя 28 суток после заливки (показатель варьируется от 22,5 до 52,5). Сегодня этот показатель обозначается классом прочности на сжатие, а раньше характеризовался маркой.

  1. Прочность 22,5 – способность цемента выдерживать давление в 22,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М300);
  2. Прочность 32,5 – способность цемента выдерживать давление в 32,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М400). Этот цемент является наиболее востребованным в частном строительстве, а все благодаря наилучшему соотношению цены и качества;
  3. Прочность 42,5 – способность цемента выдерживать давление в 42,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М500);
  4. Прочность 52,5 – способность цемента выдерживать давление в 52,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М600).

Буквой указывается показатель прочности, которого достигает цемент спустя 7 дней после заливки:


• Б — быстротвердеющий; • Н — нормальнотвердеющий.

Для наглядности приведем пример обозначения цемента по ГОСТ10178-85:

ПЦ 400-Д0-Б ГОСТ10178-85. Это быстротвердеющий портландцемент, не содержащий минеральных добавок и имеющий прочность М400.

Данная маркировка устаревшая, а потому сегодня на мешках с цементом можно заметить другое, современное обозначение по ГОСТ 31108-2003:

Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ31108-2003. Нормальнотвердеющий портландцемент, содержащий 5% добавок и обладающий прочностью в 32,5 МПа (соответствующий марке М400).

Виды цемента

По наличию основного минерала цементы подразделяются:

  • романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;
  • портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;
  • глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
  • магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
  • кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2mSiO2·nH2O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

Также известен биоцемент, отличающийся от обычного цемента тем, что производится при помощи биотехнологий.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера. В конце XX века количество разновидностей цемента составляло около 30.

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа). Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

В настоящее время цемент делится на классы по прочности. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Из каких веществ состоит цемент?

Основным сырьем для производства цемента служат глинистые и карбонатные породы — клинкер, а в ряде случаев промышленные отходы – металлургические доменные шлаки.

Под «карбонатными горными породами» подразумеваются и используются для производства цемента: известняк, ракушечник, мел, мергель, доломит и прочие осадочные породы, имеющие аморфную карбонатно-глинистую, меловую или известняковую структуру.

Дело в том, что мел и известняк являются легко измельчаемыми веществами, что очень важно при производстве цемента – мелкодисперсного порошка с уникальными свойствами. Под «глинистыми породами» подразумеваются: глина, суглинок, лесс и глинистые сланцы

Данные породы состоят из разных видов минералов (полевой шпат, кварц, силикат и пр.), которые имеют способность к увеличению объема, а также приобретают пластичность при контакте с водой

Под «глинистыми породами» подразумеваются: глина, суглинок, лесс и глинистые сланцы. Данные породы состоят из разных видов минералов (полевой шпат, кварц, силикат и пр.), которые имеют способность к увеличению объема, а также приобретают пластичность при контакте с водой.

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

Кроме основных видов сырья в производстве цемента используются всевозможные присадки придающие «вяжущему» специальные свойства: глиноземистые и кремнеземистые добавки, плавиковый шпат, гипс, апатиты, флюориты, кремнефтористый натрий, хлористый натрий и другие.

Основные этапы технологии производства цемента, наглядно демонстрирующие из чего состоит цемент/

  • Добыча и обогащение основного сырья (известняк, глина и гипсовый камень);
  • Дробление, сушка, измельчение, перемешивание и корректировка сырья в четко оговоренных нормативными документами пропорциях;
  • Получение шлама в зависимости от принятого способов производства: мокрый, сухой или комбинированный;
  • Обжиг смеси сырья при температуре 1 450 градусов Цельсия – получение клинкера;
  • Измельчение клинкера до мелкодисперсного состояния;
  • Смешивание компонентов: измельченный клинкер, гипс и минеральных присадок.

Полученный мелкодисперсный порошок серо-зеленого цвета и есть самый широко применяемый тип «связующего – портландцемент той или иной марки.

Плюсы и минусы

Портландцемент обладает сильными и слабыми сторонами.

Для начала стоит рассмотреть, какие преимущества имеет данный материал:

  • Следует отметить прекрасные прочностные характеристики портландцемента. Именно поэтому его чаще всего используют в изготовлении монолитных железобетонных конструкций и других подобных объектов.
  • Портландцемент является морозостойким. Ему не страшны низкие температуры. В подобных условиях материал не подвергается деформации и не покрывается трещинами.
  • Этот материал является водонепроницаемым. Он не страдает от контакта с сыростью и влагой.
  • Портландцемент можно использовать даже при строительстве фундамента в условиях сложных грунтов. Для таких условий используется сульфатостойкий раствор.
  • Существует несколько разновидностей портландцемента – каждый покупатель может подобрать для себя оптимальный вариант. Можно приобрести быстротвердеющий или среднетвердеющий состав.
  • Если вы приобрели действительно качественный портландцемент, то можно не беспокоиться о его последующей усадке и деформации. После монтажа на нем не образовываются трещины и другие подобные повреждения.

Недостатков у портландцемента не так много. Как правило, они связаны с низкокачественными растворами, которых сегодня в магазинах находится очень много.

Среди них можно выделить следующие:

Во время своего полного затвердевания низкокачественный материал подвержен деформациям. Это необходимо учитывать при работе

Также следует предусмотреть все усадочные швы. Данный раствор нельзя назвать экологически чистым, так как в его составе, кроме натуральных, находится множество химических компонентов. Работать с портландцементом следует осторожно, так как при контакте с ним можно заработать химический ожог и раздражение. По словам специалистов, в условиях долгого контактирования с этим материалом возможно заработать рак легких.

К сожалению, сегодня многие покупатели сталкиваются с некачественными растворами портландцемента. Этот продукт должен соответствовать ГОСТу 10178-75. В противном случае смесь может оказаться не такой прочной и надежной.


2 Сухой способ

Сухой способ требует, чтобы любое сырье обрабатывалось без использования воды. В данном случае глину, известняк и прочие компоненты дробят, затем перемалывают до состояния пыли и смешивают с помощью подачи воздуха в закрытых боксах.

При изготовлении цемента сухим способом, в печи на обжиг попадает уже готовое сырье, не имеющее, к тому же, водяных испарений. Следовательно, после термической обработки, мы получаем готовый цемент, не требующий дробления.

Сухой способ значительно уменьшает затраты времени, тепловой энергии и других ресурсах. Он очень выгоден и эффективен при высокой однородности шлама.

2.1 Комбинированный

В основу производства может быть положен мокрый способ и дополнен сухим, или сухой, дополненный мокрым.

В тех случаях, когда в основе лежит мокрый способ, сырье после смешивания обезвоживают специальными сушилками с фильтрами и отправляют в печь почти сухим. Это позволяет уменьшить затраты тепловой энергии, так как значительно уменьшает испарение в процессе обжига. Если в основе производства клинкера лежит сухой способ, готовую смесь гранулируют с добавлением воды.

В обоих случаях клинкер попадает в печь с влажностью от 10 до 18%.

2.2 Бесклинкерный способ производства

Кроме перечисленных выше традиционных способов, производство цемента может происходить бесклинкерным способом. В данном случае сырье представляет собой доменный или гидравлический шлак, который соединяют с дополнительными компонентами и активаторами. На выходе получается шлако-щелочная смесь, которую дробят и перетирают до нужной консистенции.

Бесклинкерная технология производства цемента обладает следующими положительными качествами:

  • конечный продукт устойчив к любым условиям окружающей среды;
  • значительно сокращаются затраты тепловой энергии и прочие энергозатраты;
  • отходы металлургической промышленности используются как сырье для качественного производства цемента, что положительно влияет на чистоту окружающей среды;
  • дает возможность производить конечный продукт с различными свойствами и в разных цветах без изменения способа производства.

2.3 Производство цемента (видео)

2.4 Оборудование для производства цемента

Поскольку весь процесс производства делится на этапы, которые по своей сути сильно отличаются друг от друга, то и оборудование для получения цемента требуется разнопрофильное. Его можно разделить на следующие подгруппы:

  • техника для добычи и транспортировки сырья;
  • для дробления и складирования ;
  • печи для обжига;
  • станки для измельчения и смешивания клинкера;
  • станки для фасовки готового цемента.

Поскольку производство цемента производится разными способами, и сырье используется разное, оборудование на заводах так же может быть разным.

В последнее время большой популярностью пользуются частные мини заводы по производству цемента. Иногда его даже изготавливают в домашних условиях, но об этом мы поговорим позже.

Все дело в том, что оборудование для таких заводов стоит не очень дорого, устанавливаться они могут на относительно небольших площадях, а окупают себя поразительно быстро.

К тому же сборка, разборка и транспортировка производственной линии не вызывает трудностей. Поэтому устанавливать частный завод можно на любом неперспективном сырьевом месторождении, а, выработав его, перевозить в другое место. Такой вариант освободит производителя от задачи транспортировать сырье, что позволит значительно экономить.

2.5 Из чего состоит производственная линия?

  1. Шнековые дробилки. Предназначены для грубого дробления и измельчения сырья.
  2. Молотковые дробилки.
  3. Грохоты или вибрационное сито. Нужно для просеивания дробленого материала.
  4. Устройство подачи материала на первый этап.
  5. Транспортеры. Выполняют функцию подачи сырья к следующему этапу.
  6. Машина для сортировки.
  7. Молотильная и молотильно-дозировочная машины.
  8. Мельница с жерновами.
  9. Станок для смешивания шлама.
  10. Вращающаяся барабанная печь.
  11. Сушильная установка.
  12. Холодильная установка.
  13. Мельница для клинкера.
  14. Ковшевой элеватор с подающими шнеками.
  15. Весовое и упаковывающее оборудование.

Исторические сведения

Замес

Римляне подмешивали к извести определённые материалы для придания ей гидравлических свойств. Это были:

  • пуццоланы (отложения вулканического пепла Везувия);
  • дроблёные или измельчённые кирпичи;
  • трасс, который они нашли в районе г. Эйфеля (затвердевшие отложения вулканического пепла).

Несмотря на различия, все эти материалы содержат в своем составе оксиды: диоксид кремния SiO2 (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al2O3 (глинозём), оксид железа Fe2O3 — и вызывают взаимодействие с ними извести; при этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием в первую очередь соединений с кремнезёмом. В результате кристаллизуются нерастворимые гидросиликаты кальция. В средние века было случайно обнаружено, что продукты обжига загрязнённых глиной известняков по водостойкости не уступают римским пуццолановым смесям и даже превосходят их.

Растворосмеситель для подземных бетонных работ

После этого начался вековой период усиленного экспериментирования

При этом основное внимание было обращено на разработку специальных месторождений известняка и глины, на оптимальное соотношение этих компонентов и добавку новых. Только после 1844 года пришли к выводу, что, помимо точного соотношения компонентов сырьевой смеси, прежде всего необходима высокая температура обжига (порядка +1450 °С, 1700 K) для достижения прочного соединения извести с оксидами

Эти три оксида после спекания с известью определяют гидравлические свойства; их называют оксидами, обусловливающими гидравличность (факторами гидравличности).

Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня. Гипсовый камень управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2О3, 3% Fe2O3, 3% других компонентов и обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза. В клинкере обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция.

Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров; содержание его составляет 50—70 %. Это трёхкальциевый силикат, Са3SiO5, состав и структура которого модифицированы за счёт размещения в решетке инородных ионов, особенно Mg2+, Al3+ и Fe3+

Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности; для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Это двукальциевый силикат Ca2SiO4, модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки. Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Это трехкальциевый алюминат сокращенно обозначаемый 3СaAS (состав — 3CaO*Al2O3*SiO2), существенно изменённый по составу, а иногда и по структуре, за счёт инородных ионов, особенно Si4+, Fe3+, Na+ и К+. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Это — четырёхкальциевый алюмоферрит, сокр. 4СaAFS (4CaO*Al2O3*Fe2O3*SiO2), состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Выдающийся учёный химик Шуляченко Алексей Романович считается отцом русской цементной промышленности. Широкое применение получила шахтная печь Антонова для обжига и производства клинкера. По вопросам цементной технологии и твердения гидравлических вяжущих много работ провели Ю. М. Бутт, С. М. Рояк, И. Ф. Пономарев, Н. А. Торопов и другие.

История

Одесский цементный завод начал свою работу в 1965 году. Одесская область находится далеко от промышленно развитых районов страны, поэтому завод был построен для того, чтобы удовлетворить локальный спрос на цемент.

8 сентября 1965 года была запущена вращающаяся печь № 1, а в ноябре 1966 года — начала свою работу вращающаяся печь № 2. В 1966 году производство цемента составило 165,5 тыс. тонн.

Завод продолжал наращивать производственные мощности, и в 1971 года была достигнута проектная мощность 320 тыс. тонн.

Изначально, месторождение сырья — известняка и глины — находилось в 2 км от завода.

Елизаветовский карьер цементного сырья был разработан в 1973 году. Он находился в 40 км от завода, и туда было перемещено горное оборудование. В 1986 году была введена в действие частная ветка от станции Карьерная, что позволило перевозить сырье по железной дороге. После истощения залежей, была проведена рекультивация земель и подготовка сельхозугодий.

Строительство сушильного отделения для шлака в 1976 году с навальным хранением позволило запустить производство нового цемента — сульфатостойкого шлакопортландцемента — и в то же время увеличить объём промышленного производства до 360 тыс. тонн.

В 1986 году была построена железнодорожная ветка протяженностью 18 км от станции Карьерная до станции Карпово, что обеспечило доставку сырья на завод по железной дороге собственными думпкарными вертушками.

В мае 1990 года на заводе состоялось 15 Всесоюзное совещание «Основы повышения эффективности производства цемента и качества контроля».

В мае 2005 г. завод был приобретен португальской компанией (C+PA, Cimento e Produtos Associados, S.A.).

За время пребывания в Одессе португальцы вложили в украинский актив около 40 млн евро. За счет этого его мощность выросла с 360 тыс. до 550 тыс. т в год.

Виды цемента

По наличию основного минерала цементы подразделяются:

  • романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;
  • портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;
  • глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
  • магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
  • кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2mSiO2·nH2O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

Также известен биоцемент, отличающийся от обычного цемента тем, что производится при помощи биотехнологий.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера. В конце XX века количество разновидностей цемента составляло около 30.

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа). Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

В настоящее время цемент делится на классы по прочности. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Мировое производство цемента

В 2010 году мировое производство цемента достигло 3,325 млрд тонн. В тройку крупнейших производителей вошли Китай (1,8 млрд тонн), Индия (220 млн тонн), и США (63,5 млн тонн). По данным Росстата, производство в России портландцемента, цемента глинозёмистого, цемента шлакового и аналогичных гидравлических цементов в 2012 году составило 61,5 млн тонн.

Крупнейшие производители цемента в мире на 2011 год:

  • Holcim — Швейцария — 136,7 млн т
  • Lafarge — Франция — 150,6 млн т
  • Heidelberg Group — Германия —176 млн т (на 1 июля 2016 г)
  • Cemex — Мексика — 74,0 млн т
  • Italcementi — Италия — 54,4 млн т
  • Anhui Conch Cement — Китай — 41,5 млн т
  • Taiheiyo Cement — Япония — 38,0 млн т
  • Votorantim Cimentos — Бразилия — 31.8 млн т
  •  Buzzi Unicem+Dyckerhoff — Италия-Германия — 26,6 млн т
  • Cimpor — Португалия — 28,3 млн т
  • Vicat — Франция — 19,8 млн т
  • Евроцемент груп — Россия — 18,4 млн т

Производство цемента в России

Десять ведущих производителей цемента в России на 2013 год (объём в млн тонн / доля на рынке в %):

  1. «Евроцемент груп» — 21,649 / 32,6
  2. «Новоросцемент» — 5,772 / 8,7
  3. «Мордовцемент» — 4,717 / 7,1
  4. «Сибирский цемент» — 4,307 / 6,5
  5. Heidelberg Cement — 3,654 / 5,5
  6. Holcim — 3,658 / 5,5
  7. Dyckerhoff — 3,257 / 4,9
  8. «Себряковцемент» — 3,167 / 4,8
  9. Lafarge — 2,416 / 3,6
  10. «Востокцемент» — 2,037 / 3,1

Проектная мощность заводов по итогам 2014 года (млн тонн в год):

  1. «Евроцемент груп» — 33,1
  2. «Мордовцемент» — 7,2
  3. «Новоросцемент» — 6,9
  4. «Сибирский цемент» — 6,7
  5. Heidelberg Cement — 4,9
  6. Holcim — 4,6
  7. «Востокцемент» — 4,3
  8. Dyckerhoff — 3,7
  9. «Себряковцемент» — 3,4
  10. «Базэлцемент» — 3,2

В декабре 2014 года предприятия «Мордовцемента» перешли под контроль «Евроцемент групп».:


С этим читают