Процесс изготовления портландцемента

Портландцемент является продуктом тонкого помола портландцементного клинкера, полученного при обжиге до полного спекания природных мергелей или искусственно составленных из известняков и глин сырьевых смесей. Чтобы контролировать сроки схватывания портландцемента, в его состав в процессе помола клинкера вводят до 5% гипса.

Как и пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент и их разновидности, портландцемент применяют в качестве гидравлического вяжущего вещества, содержащегося в строительных растворах и бетонах, при производстве монолитных бетонных и железобетонных сооружений и сборных железобетонных конструкций.

Гидравлические характеристики, которыми обладает портландцемент, зависят от его минералогического состава, определяемого количественным соотношением 3CaO·Si02, 2Ca0·Si02, ЗСаО·А1203 и 4Са0·А1203·Fe203. Требуемый минералогический состав портландцемента можно получить, если в составе обжигаемых мергелей или сырьевых смесей будет присутствовать эквимолекулярное соотношение между СаО, Si02, А1203 и Fe203, или если  обжиг этого сырья будет производиться  при соблюдении определенного теплового режима.

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

В свою очередь, глиноземный или алюминатный модуль определяется отношением количества окиси алюминия к окиси железа (в %).

Ключевой характеристикой портландцементного клинкера и портландцемента на сегодняшний день  является коэффициент насыщения Kн

Наиболее значимой характеристикой портландцементного клинкера, а значит, и портландцемента, является минералогический состав, который устанавливается петрографическим, термографическим и рентгенографическим путем.

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

Изготовление портландцемента происходит в два этапа. На первом этапе происходит производство клинкера, а на втором - его переработка в портландцемент.

Первый этап подразумевает следующие процессы: добыча сырьевых материалов и их транспортировка на производство, дробление, помол и смешивание в необходимом количественном соотношении, обжиг сырьевой смеси, получение из нее клинкера и магазинирование клинкера. Второй этап - это процесс тонкого помола клинкера с соответствующими добавками, транспортировка цемента в силосные склады, складирование и отправление конечному потребителю.

Добыча мергелей, известняков, глин и естественных минеральных добавок происходит открытым способом в карьерах. Транспортировка сырья от карьера до цементного завода осуществляется грузовым автотранспортом (в самосвалах), при помощи саморазгружающихся железнодорожных вагонов широкой и узкой колен, в вагонетках подвесной канатной дороги и в некоторых случаях водным транспортом.

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

Сырьевую смесь можно изготовить в виде шлама, влажностью от 36 до 42%, или в виде сырьевой муки.

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