Цемент; сообщение по химии

«Цемент» сообщение по химии

Цемент доклад по химии, кратко изложенный в этой статье, расскажет Вам много полезной информации об этом полезном материале для строительства. Также из статьи Вы узнаете, как делают цемент и где применяют цемент.

1. «Цемент» сообщение по химии
2. Цемент из чего делают?
3. Свойства цемента
4. Применения цемента

«Цемент» сообщение по химии

Сегодня трудно себе представить такую область строительства или его этап, где цемент не применялся бы. Начиная обустройством фундамента и заканчивая отделкой помещения. Аналогов ему нет.

Цемент из чего делают?

Цемент представляет собой измельченный порошок клинкера. В него введены наполнители и модифицирующие добавки. В сухом виде это однородная сыпучая масса серого окраса. Если ее развести водой, то получается пастоподобный вяжущий материал, который легко нанести даже на шероховатые поверхности. Когда цемент застывает, то получается достаточно прочное соединение. Оно характеризуется высокой прочностью, как у камня. Поэтому искусственные камни делаются именно из этого материала.

Химическая составляющая

Если нагреть глину и известняк до 1450 0 С, то можно наблюдать структурные изменения в материале – начинает образоваться клинкера и гранулы. Они смешивают с гипсом, а после перемалываются до порошкообразного состояния. Химическая формула цемента: СаО (оксид кальция, 67%), SiO₂ (диоксид кремния, 22%), Al₂О₃ (окись алюминия, 5%), Fe₂O₃ (окись железа, 3%) и прочие составляющие (3%).

Техническая характеристика

Основная техническая характеристика цемента – это его марка. Она обозначается буквой «М» с цифровым показателем. Он указывает на прочность на сжатие, то есть на максимальную нагрузку на определенный объем застывшего материала в кг. Если цемент может выдержать вес в 300 кг, то ему присваивается марка М300.

Также на упаковке указывают процентный состав добавок, обозначающий буквой «Д». Если в смеси цемента введено 10 % добавок, то маркировка будет «Д10». Добавки улучшают водонепроницаемость, повышают устойчивость к коррозии и морозостойкости.

Из цемента изготавливают бетонные плиты, блоки, лестничные конструкции, фундаменты, колодезные железобетонные кольца, тротуарные плитки, балки, плиты перекрытия и другие изделия.

Свойства цемента

• Активность. Мы уже говорили об этом свойстве выше. Оно характеризует способность застывшего цемента выдерживать определенный вес. Активность зависит от интенсивности помола, активности клинкерных гранул, наличия добавок.
• Плотность. Наименьшей плотностью обладает свежеприготовленный цемент. Также на некоторые частички оказывают влияние электростатические силы, которые отталкивают частички от собратьев. После хранения и перевозки цементная смесь уплотняется и слеживается. Плотность зависит от уровня измельчения клинкерных гранул и от условий, в которых хранится материал.
• Объемный и удельный вес. Удельный вес материала определяет его соотношение веса к занимаемому объему. Это необходимо для того, чтобы правильно составить пропорцию цементного раствора. Объемный вес рассчитывают по средней плотности цемента. При транспортировке или слеживании он увеличивается.
• Срок годности. Он характеризуется ограниченным сроком годности. При нормальных условиях материал сохраняется 2 месяца. Если ему обеспечить герметичное хранение, то цемент может храниться и год.
• Насыпная плотность. Обозначает соотношение рыхлой массы материала к его объему.
• Время застывания. Цементный раствор после приготовления быстро схватывается и застывает. В летнее время этот процесс происходит за 2-3 часа. В зимнее время цемент застывает на протяжении 10 часов.
• Тонкость помола. Чем меньше цементные частицы, тем быстрее затвердеет раствор.

Применения цемента

Сфера применения цемента просто огромна. Из цемента делают фундамент, блоки, штукатурные смеси, кладки печей и бассейнов, армированные конструкции, садовые скульптуры, уличные вазы, дорожки для сада и дачи, столбы и заборы, искусственные камни и строительные конструкции, панели, плиты и многое другое.

Надеемся, что сообщение «Производство цемента» помогло Вам узнать что-то новое об этом строительном материале. А сообщение на тему «Цемент» Вы можете расширить через форму комментариев ниже.

Как получить цемент химия

Цемент – вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами, состоящее из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок. Цементы классифицируют по назначению (общестроительные, специальные строительные, нестроительные), по виду клинкера и вещественному составу, по прочности при сжатии, скорости твердения, срокам схватывания, нормированию специальных свойств [1].

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений и др. Большим потребителем цемента является нефтяная и газовая промышленности. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, глину, известь и другие традиционные материалы.

На данный момент существует три основные способа подготовки сырьевой смеси из исходных компонентов: «мокрый», при котором помол и смешение осуществляются в мокрой среде, «сухой», когда материалы смешиваются и измельчаются в сухом виде и комбинированный.

Сухой способ, несмотря на его технико-экономические преимущества в сравнении с мокрым, долгое время находил ограничение в применении в следствие пониженного качества полученного клинкера. Но успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных цементов и по сухому способу. Это обусловило резкий рост в последние десятилетия производства цемента по этому способу [2].

В данной работе рассматривается проблема получения цемента высоких марок с использованием в качестве исходного сырья отходов горнодобывающей промышленности.

В самом Донецке эксплуатируется 22 угольные шахты и терриконы (искусственная насыпь из пустых пород, извлеченных при подземной разработке месторождений угля и других полезных ископаемых), являющиеся их последствиями (рис.1.1).

Рисунок 1.1 – Терриконы Донецкой области

В настоящее время на территории Донецкой области сосредоточено огромное количество отходов угольных шахт, с которых можно не только получать ценные компоненты, но и породы, которые можно использовать в качестве исходного сырья при производстве цемента. Проблемы утилизации отходов являются важнейшими для данного региона.

Целями данной работы являются: получение качественного цемента; выбор оптимальной технологии и режима.

Так же можно выделить следующие задачи:

• Утилизация отходов горнодобывающей промышленности
• Выбор подходящего исходного сырья
• Выбор технологии производства.
• Экономическое обоснование данной технологии
• Экспериментальное подтверждение получения качественного цемента
• Улучшение экологической обстановки региона

2 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

Процесс производства портландцемента состоит из ряда технологических операций, которые можно разделить на два самостоятельных комплекса. В первый комплекс входят операции по производству клинкера, второй комплекс операций охватывает измельчение клинкера совместно с гипсом и другими добавками, т.е. приготовление портландцемента [4].

Получение клинкера – наиболее сложный и энергоемкий процесс. Он требует больших капитальных и эксплуатационных затрат. Стоимость клинкера в стоимости портландцемента достигает 70-80% [3]. Этим определяется требование максимально экономить клинкер, заменяя его по возможности гидравлическими добавками и шлаками, а также изыскивать пути более полного использования клинкерной составляющей в цементе.

Получение портландцементного клинкера складывается из следующих основных технологических операций:

• подготовки сырьевых материалов для обжига;
• подготовки топлива;
• обжига сырьевых материалов (получение клинкера) [5].

Этим операциям предшествует добыча сырьевых материалов в карьерах.

Основная задача комплекса клинкерного производства – это получение из сырьевых материалов клинкера заданного минералогического состава. Для этого необходимо, чтобы окислы сырьевых материалов наиболее полно прореагировали между собой и образовали клинкерные минералы. Качество и скорость реакции этого процесса зависят от степени измельчения (дисперсности) компонентов сырьевой смеси и ее однородности (гомогенности).

Разработка технологии использования отходов горнодобывающей промышленности в качестве сырья при производстве цементов позволит сэкономить как материальные затраты на сырье (в 2-3 раза дешевле природного сырья), так и снизить расход топлива (на 10-40%), что позволит снизить себестоимость продукта.

Химический состав большинства горных пород показывает, что они являются пригодными для использования в качестве глинистого сырья для производства цементных вяжущих материалов.

Основываясь на литературных данных, была предложена идея получения цемента с использованием отходов, в качестве исходного сырья. С одной стороны – это поможет нормализовать экологическую обстановку в регионе, а с другой – снизить материальные затраты на производство готовой продукции [1].

В качестве отхода для получения цемента, было взято сырье со следующим составом основных компонентов: 55% SiO2, 30% Al2O3, 5% Fe2O3 (рис.2.1). Согласно проведенным расчетам, на получение цемента, на 1 тонну отхода приходится

Рисунок 2.1 – Исходное сырье – аргиллит

В качестве известкового компонента могут быть использованы различные горные породы с повышенным содержанием карбоната кальция (рис 2.2). Такие горные породы широко распространены на территории Донецкой области и иногда представляют собой отходы (вскрышные породы при разработке различных полезных ископаемых) [6].

Рисунок 2.2 – Исходное сырье – мел

В данной работе рассмотрена возможность переработки отхода двумя способами:

• прямой способ получения цемента;
• способ получения цемента через стадию извлечения Al2O3.

Условная технологическая схема, выбранная для данного анализа, приводится на рис.2.3.

Рисунок 2.3 – Схема получения цемента с использованием отходов горнодобывающей промышленности

Для получения алита, первый способ заключается в одноразовом нагреве исходного сырья: отхода с CaCO3 и производится нагрев до температуры 1450 С, с целью получения алита (3CaO•SiO2).

Второй – реализуется с помощью двухступенчатого нагрева. Происходит первый нагрев отхода с CaCO3. Результатом обжига является белит (2CaO•SiO2). Полученный спек охлаждают до 25 С и извлекают Al2O3. В связи с этим необходимо осуществлять повторный нагрев. В качестве необходимого тепла частично можно использовать тепло отходящих газов, полученное в процессе первого обжига. Этот нагрев осуществляется также с использованием CaCO3 и происходит до температуры 1450 С с получением алита [7]. Последовательно все стадии технологической линии показаны на рис.2.4.

Рисунок 2.4 – Технология получения цемента

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве исходных сырьевых материалов был взят мел и аргиллит

Приготовленная шихта затворяется водой и перемешивается до получения однородной массы (рис.3.1).

Рисунок 3.1 – Приготовленный клинкер

Приготовленную шихту нагревают до температуры 1300 С (рис.3.2). Данные нагрева представлены в табл.3.1 [3].

Рисунок 3.2 – Спекание при температуре 1300 С

Таблица 3.1 – Процесс спекания

После охлаждения полученный спек направляется на стадию выщелачивания Al2O3.

Вторая стадия обжига, до температуры 1450 С, еще не проводилась, но планируется в ближайшее время [2,4].

Согласно полученным аналитическим данным, можно сделать вывод, что количество тепла, необходимое для проведения повторного нагрева по второму способу (двухступенчатый нагрев), компенсируется стоимостью полученного Al2O3.

При использовании данной технологии появится возможность не только получать цемент высоких марок, но и утилизировать отходы горнодобывающей промышленности, что в свою очередь поможет улучшить экологическую обстановку региона.

На данный момент магистерская работа не завершена, ведутся исследования и обработка полученных данных.

Бутт Ю.М., Сычев М. М., Тимашев В. В. Химическая технология вяжущих материалов. — М.: Высшая школа, 1980. — 472 с.

Волконский Б.В., Лойко Л.М., Лингузев К.Б., Морозов М. П. Производство цемента сухим способом. — М.: Стройиздат, 1971. — 204 с.>

Строительные материалы: Справочник. / Под ред. А.С.Болдырева, П. П. Золотова. — М.: Стройиздат, 1989. — 567 с.

Бутт Ю. М. Тимашев В. В. Портландцемент. — М.: Стройиздат, 1974. — 328с.

Бурковський Ю.А. Сухой способ производства портландцементного клинкера. — Госстройиздат, 1958.- 267с.

Окороков С.Д. Расчет портландцементной сырьевой шихты. — Стройиздат, 1975.-329с

Колокольников В. С. Производство цемента. — М.: Высшая школа, 1967.-303с.

Как делают цемент – методы производства

Любое строительство или ремонтные работы невозможны без использования универсального строительного материала – цемента разных видов и марок. Мы настолько привыкли к этому продукту, что даже не задумываемся над проблемой, а как делают цемент. Можно ли его можно изготовить в домашних условиях и не переплачивать?

• Состав цемента
• Производство цемента на заводах
• Сухой способ
• Мокрый способ
• Комбинированные способы
• Как делают белый цемент
• Заключение

Сразу ответим на вопрос – можно ли сделать цемент своими руками? Имея необходимое оборудование и исходные материалы – получить цемент в домашних условиях можно. На данный момент времени в Российской Федерации большим спросом пользуются мини-заводы по производству цемента, мощностью порядка 120 000 тонн цемента в год. Производить же цемент для единичной стройки экономически невыгодно. Проще и дешевле купить этот необходимый строительный материал на заводе или в магазине.

Состав цемента

Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO₄·2H₂O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

• Мокрый способ.
• Сухой способ.
• Комбинированный метод.

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

циклы производства цемента

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

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 компаниями: «Холсим» (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.

Заключение

Теперь вы знаете, как делают цемент на заводе в общем случае. Информацию как правильно делать цемент во всех подробностях, цифрах, схемах, таблицах и других тонкостях смотрите в специальной литературе.

Что такое цемент: производство, что входит в состав, свойства

На сегодняшний день невозможно представить строительство какого-нибудь объекта без использования цемента. Его применяют на всех этапах строительного процесса. Без него невозможно выполнить фундамент, кладку стен, а также внутреннюю и внешнюю отделку. До настоящего времени не было изобретено аналогов этого стройматериала, что говорит про уникальные свойства цемента. А знаете ли Вы из чего состоит цемент?

Что такое цемент

Цемент – это строительный материал, который представлен в виде измельченного порошка, полученного на основе клинкера. В его составе могут содержаться модифицирующие компоненты и наполнители.

Сухая смесь имеет однородную массу серого оттенка. Если разбавить ее водой, то получается масса, по консистенции схожая с пастой. Такой состав очень легко наносит на различные шероховатые поверхности.

Когда цемент застывает, то возникает прочное соединение, показатели плотности которого не уступают плотности камня. Тем более что для получения искусственного камня используют именно цемент.

Цемент для стяжки пола марка и технические характеристики указаны в статье.

Химический состав и формула

Когда нагревают такие компоненты, как известняк и глину, то показатели температуры в этом случае достигает отметки 1450 градусов. В результате такого воздействия происходит изменение структуры представленных компонентов, что способствует формированию гранул клинкера. После этого полученные ингредиенты соединяют с гипсом и перемалывают, чтобы в результате получился порошок.

На видео рассказывается, из чего состоит цемент:

Химическая формула готовой продукции выглядит так:

• 67 % оксида кальция (СаО);
• 22 % диоксида кремния (SiO2);
• 5 % окиси алюминия (Al2О3);
• 3 % оксида железа (Fe2O3);
• 3 % прочие составляющие.

Как и где используется марка цемента м500 можно узнать в данной статье.

Технология производства цемента является очень сложной и трудоемкой. Здесь необходимо использовать специальное оснащение и соблюдение всех правил и норм.

На видео – химический состав цемента:

Технические характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остается его марка. Для ее обозначение используют букву М и различные цифры. Именно числа указывают на максимальный показатель нагрузки в кг, которую сможет выдержать объем высохшего цемента. Другими словами, это прочность на сжатие.

На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см3, составляет 200 кг. На упаковке, в которой происходит реализация продукта, содержится информация о добавках, которые содержатся в составе цемента. Обозначается это буквой Д.

Стяжка пола цемент песок и другие ингредиенты указаны в данной статье.

Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удается придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость. Кроме этого, имеющиеся добавки положительно влияют на водостойкость, стойкость к коррозии и качество материала.

Состав производства и применение

Рассмотрим подробнее состав различных марок цемента, которые на сегодняшний день пользуются большой популярностью и их применение.

Как использовать готовый кладочный раствор марки М 100 можно узнать здесь из статьи.

Показатели прочности у этого материала составляют 400кг/см3. Такая марка цемента относится к самым популярным, ее применяют для проведения самых различных строительных работ. В ее составе могут быть различные модифицирующие добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%.

У этого цемента показатели прочности составляют 500 кг/см3. Для такого изделия характерна высокая скорость застывания и высокие прочностные показатели. Используют материал при возведении монолитных зданий, высоток, несущих конструкции, плит перекрытий. В его составе также могут присутствовать добавки – 10 и 20%.

Как использовать глиноземистый цемент по ГОСТ у 969 91 можно узнать из данной статьи.

По ГОСТу

Процесс получения общестроительных цементов должен осуществляться с учетом требований ГОСТ 31108-2003. Именно стандарт способен регулировать пропорции необходимых ингредиентов, входящих в состав сухой массы и технологию производства материала. Но в этот стандарт не входит материал специального назначения.

О том какой удельный вес цемента марки М 500 описано в данной статье.

Определение видов

На сегодняшний день к определению самых распространенных материалов можно отнести:

• глиноземистый;
• известково-зольный;
• водонепроницаемый.

Глиноземистый

Процесс получения такого материала осуществляется благодаря методу плавления при воздействии температуры 1380 – 1600 градусов. В этом случае нет необходимости применять тонкий помол шихты. Процесс получения этого вида материала осуществляется в печах разного типа. Чаще всего используют доменные и электрические.

Состав этого материала предполагает следующие компоненты:

1. Оксид алюминия.
2. Оксид кальция.
3. Оксид кремния.
4. Оксид железа.

Как используется сухая цементно песчаная смесь М 150 описано в статье.

Кроме этого, состав глиноземистого цемента богат на двухкальцеевый силикат. Он позволяет получить замедленное отвердение. Для увеличения некоторых свойств в состав может дополняться алюминатами и балластной примесью. Такая смесь позволит получить надежную и прочную конструкцию.

Воздухонепроницаемый

В составе этого цемента содержатся мелкоизмельченные доменные шлаки и гипсовый камень в пропорции 2:1. Конструкция, выложенная на основе такого материала, приобретает необходимую твердость в воде и на воздухе. Если застывание осуществлялось в воде, то процент усадки минимальный.

Процесс схватывания происходит уже по прошествии 10 минут, а для полного высыхания необходимо подождать 3 дня. Полученные растворы на основе воздухонепроницаемого материала характеризуются такими свойствами, как водонепроницаемость, огнестойкость, долговечность, стабильность. По сравнению с портландцементом, такой материал имеет всякий показатель огнестойкости. Кроме этого процесс затвердения происходит быстрее, чем у глиноземистого.

Какова насыпная плотность цемента М 500 описана здесь.

Известково-зольный

Для получения этого состава используют такие компоненты, как топливная зола и шлак с известью. После смешивания этих элементов происходит мелкий их помол. Для улучшения свойств известково-зольного цемента добавляют 5 г гипса. Он позволяет добиться быстрого затвердения и увеличить прочность конструкции.

При возведении конструкции конкретного назначения необходимо покупать необходимую марку цемента, в составе которой бы находились все необходимые компоненты. Если все пропорции точно соблюдены производителем, то полученная продукция будет отличаться прекрасными показателями прочности, долговечности стойкость к различным агрессивным средам. А о том, что такое известно-цементный раствор читайте в нашей статье.