Введение, Характеристика выпускаемой продукции - Производство портландцемента

Портландцемент - один из основных материальных ресурсов современного строительства, применяемый в качестве вяжущего материала для растворов и бетонов, изделий и конструкций на их основе. Ведущее положение портландцемента среди строительных вяжущих материалов обусловлено его универсальными свойствами, позволяющими ему в совокупности с природными и искусственными заполнителями на основе широко распространенного сырья обеспечить необходимые эксплуатационные требования к наиболее массовым строительным материалам - бетону и железобетону.

Характеристика выпускаемой продукции

История производства вяжущего.

Наука о цементе за почти двухсотлетнюю историю развития, основываясь на достижениях химии и других наук, позволила разработать эффективную технологию этого материала и создать цементную промышленность, для которой характерен высокий уровень использования передовых достижений современной техники. Совершенствование производства портландцемента осуществляется решением проблем снижения его энергоемкости, повышения уровня экологичности, дальнейшего улучшения качественных показателей и создания новых видов, повышения эффективности применяемого оборудования и уровня автоматизации производственных процессов.

В России цемент начали производить в прошлом столетии. В начале 20-х годов XIX в. Е. Делиев получил обжиговое вяжущее из смеси извести с глиной и опубликовал результаты своей работы в книге, изданной в Москве в 1825 г. В 1856 г. был пущен первый в России завод портландцемента, который расположился в г. Гроздеце, затем были построены заводы в Риге (1866), Подольске (1874), Новороссийске (1882), и т. д.

В начале 20 века, в России работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн. тонн цемента. Однако после Первой мировой войны большинство цементных заводов было разрушено. С приходом советской власти цементную промышленность России пришлось создавать практически с нуля.

Уже в 1962 году, СССР занял первое место в мире по выпуску цемента. В 1971 году выпуск цемента в стране превысил 100 млн. тонн. Цементная промышленность СССР отличалась высокой концентрацией производства. Средняя мощность цементного завода в СССР была почти в 2 раза выше, чем в США, и на 30% выше, чем в Японии.

Основные показатели и требования в соответствии с ГОСТ.

Правила приемки:

Каждая партия цемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:

    - наименование предприятия-изготовителя, его товарный знак и адрес; - наименование и (или) условное обозначение цемента; - номер партии и дату отгрузки; - вид и количество минеральных добавок в цементе; - класс прочности цемента; - наименование и количество специальных добавок в цементе; - содержание хлорид-иона Сl - для цемента типа ЦЕМ III в том случае, если оно превышает 0,10 %; - значение удельной эффективной активности естественных радионуклидов в цементе по результатам периодических испытаний; - номера вагонов или наименование судна; - гарантийный срок соответствия цемента требованиям настоящего стандарта, сут; - знак соответствия при поставке сертифицированного цемента (если это предусмотрено системой сертификации); - обозначение настоящего стандарта.

Форма документа о качестве - по ГОСТ 30515.

Транспортирование:

Цемент транспортируют всеми видами транспорта с соблюдением Правил перевозок грузов, установленных для транспорта данного вида, и требований другой документации, утвержденной в установленном порядке.

Цемент без упаковки транспортируют в специализированных вагонах-цементовозах, автоцементовозах и судах.

Цемент в упаковке транспортируют в универсальных транспортных средствах (крытых вагонах, автомобилях и судах) транспортными пакетами, в контейнерах или поштучно (мешками).

Цемент в мелкой расфасовке транспортируют в крытых вагонах или автомобильным транспортом в специальных емкостях.

Транспортирование цемента пакетами в термоусадочной пленке железнодорожным транспортом осуществляют в соответствии с Техническими условиями на размещение и крепление пакетов, сформированных из мешков цемента с использованием термоусадочной пленки, в четырехосных полувагонах.

Транспортные пакеты формируют с применением плоских поддонов по ГОСТ 9078, термоусадочной полиэтиленовой пленки по ГОСТ 25951 или других средств пакетирования по соответствующим нормативным документам.

Пакеты в термоусадочной пленке должны быть герметичны и плотно обжаты пленкой со всех сторон. Габариты пакета должны быть следующими: длина - 1260--1290 мм, ширина - 1030--1060 мм, высота - 880 - 950 мм. Ширина проема на уступе цокольной части должна быть не менее 100 мм с каждой стороны пакета, высота - не менее 90 мм.

Масса пакета нетто - не более 2000 кг.

Цемент в мягких контейнерах транспортируют железнодорожным транспортом в полувагонах или на платформах; в судах в трюме или на открытой палубе; в бортовых автомобилях.

Контейнеры, применяемые для транспортирования цемента, должны соответствовать требованиям нормативных документов на них.

Изготовитель обязан поставлять цемент в исправном и очищенном транспортном средстве.

При транспортировании цемента без упаковки или в мешках он должен быть защищен от воздействия влаги и загрязнения.

Хранение:

Цемент должен храниться раздельно по типам (видам) и классам прочности (маркам): в неупакованном виде - в силосах или других закрытых емкостях, а цемент в упаковке - в сухих помещениях.

Смешивание цементов различных типов (видов) и классов прочности (марок), а также загрязнение его посторонними примесями и увлажнение не допускаются.

Не допускается хранить цемент без упаковки в складах амбарного типа.

При хранении мешки с цементом укладывают вплотную на поддоны в штабели по высоте не более 1,8 м с обеспечением свободного подхода к ним.

Допускается хранение цемента в мягких контейнерах и пакетах, изготовленных с применением водонепроницаемых материалов, под навесом или на открытых площадках при условии целостности водонепроницаемой упаковки.

Для предотвращения примерзания мягких контейнеров и пакетов их следует укладывать на поддоны в штабели высотой не более трех ярусов.

Объем производства в стране и в мире.

Портландцемент - один из основных материальных ресурсов современного строительства, применяемый в качестве вяжущего материала для растворов и бетонов, изделий и конструкций на их основе. Ведущее положение портландцемента среди строительных материалов обусловлено его универсальными свойствами, позволяющим ему в совокупности с природными и искусственными заполнителями, на основе широко распространенного сырья, обеспечить необходимые эксплуатационные требования к наиболее строительным материалам - бетону и железобетону.

В данном разделе представлены данные об объемах производства портландцемента [млн. т.] в России начиная с 2005 года. Источником служат данные Федеральной службы государственной статистики РФ (Росстат).

Таблица 1. Ежемесячный объем производства портландцемента за период с 2005 по 2010 г. г. в РФ.

Янв.

Фев.

Мар.

Апр.

Май

Июн.

Июл.

Авг.

Сен.

Окт.

Нояб.

Дек.

2005г.

2,07

2,39

3,15

3,64

4,10

5,05

5,34

5,53

5,10

4,94

3,64

3,23

2006г.

2,06

2,30

3,64

4,44

5,02

5,41

5,97

5,93

5,44

5,31

4,57

4,02

2007г.

3,15

3,49

4,37

5,23

5,62

5,87

6,01

6,09

5,96

5,78

4,58

3,45

2008г.

2,93

3,67

4,62

5,37

5,38

5,08

5,53

5,40

5,02

4,62

3,21

2,58

2009г.

1,63

2,42

3,00

3,49

4,08

4,64

5,16

4,96

4,77

4,34

3,04

2,58

2010г.

1,7

2,1

3,2

4,0

4,9

5,6

5,6

5,9

5,3

5,1

4,0

3,0

Рис.1. Объем производства портландцемента 2005-2010г. г. в РФ.

Ежегодно в мире производится свыше 3 млрд т цемента. При этом за последние 11 лет выпуск цемента год от года возрастал. С 2000 г. по 2011 г. объемы производства выросли более чем в 2 раза, с 1,6 млрд т до 3,6 млрд т (табл. 2).

Таблица 2. Динамика мирового производства цемента и темпы прироста в 2000-2011 гг.

Годы

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Млрд т

1,6

1,7

1,8

1,95

2,13

2,31

2,55

2,77

2,84

3,06

3,4

3,56

%

-

6,3

5,9

8,3

9,2

8,5

10,4

8,6

2,5

7,7

7,8

7,9

Рассчитано по: US Geological Survey, Mineral Commodity Summary, January 2012.

Наиболее высокие темпы роста производства (108-110% к уровню предыдущего года) наблюдались в 2003-2007 гг. в условиях строительного бума - в строительстве потребляется более 80% цемента. В 2008 г. в связи с началом мирового экономического кризиса темпы роста выпуска цемента снизились до 102,5%. Однако уже в 2009 г. в мире было выпущено свыше 3 млрд т цемента, что на 7,7% выше уровня предыдущего года. В 2010 г. объем выпуска достиг 3,3 млрд т (+7,8%), а в 2011 г. - 3,6 млрд т.

Более половины этого объема в 2010 г. приходилось на предприятия азиатских стран. В первую очередь это Китай (53%) и Индия (6%). Вклад государств Западной Европы составляет около 9%, США - 2,7%, Бразилии - 1,7% (рис. 3). Доля стран СНГ не превышает 2,5% мирового производства (в том числе России - 1,4 %).

Рис.2. Страновая структура мирового производства цемента в 2010 г., %

Источник: U. S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2011.

Рациональная область применения.

Портландцемент применяется для изготовления бетонов, растворов, строительных изделий и конструкций в разнообразных отраслях строительства. Особенности эксплуатационных требований к материалам на основе портландцемента обусловили необходимость разработки большой совокупности его разновидностей. Часть из них производится серийно цементной промышленностью, часть - по мере возникающей необходимости по специальным техническим условиям. С развитием технологии цемента и бетона, количество разновидностей портландцемента с улучшенными и специальными свойствами постоянно увеличивается.

В зависимости от состава и нормируемых свойств все виды портландцементов можно разделить на Цементы общестроительного и Специального назначения.

Цементы общестроительного назначения, изготавливаемые в России и других странах СНГ, стандартизированы в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 31108-2003.

Ограничения применения и возможные недостатки.

Если вода или водные растворы солей и кислот фильтруются сквозь цементный камень, то начинается его разрушение. Коррозия протекает тем интенсивнее, чем выше капиллярная пористость цементного камня. В зависимости от действующих коррозионных агентов различают несколько видов коррозии.

Физическая коррозия (выщелачивание). При взаимодействии с водой силикатов кальция выделяется Са(ОН)2, около 15 % от объема всех продуктов твердения. Растворимость Са(ОН)2 в воде около 2 г/л. Поэтому происходит вымывание Са(ОН)2 и вынос его на поверхность. На бетоне появляются белесые выцветы. Чем больше вымывается Са(ОН)2 из цементного камня, тем более пористым он становится. Это вызывает усиление фильтрации воды и т. д. Чтобы увеличить стойкость цементного камня к выщелачиванию, используют цементы с пониженным содержанием С 3S, а также добавляют к цементу активные минеральные (пуццолановые) добавки, связывающие Сa(OH)2 в менее растворимые гидросиликаты кальция.

Еще сильнее разрушает цементный камень фильтрующаяся через него минерализованная вода. В этом случае внутри цементного камня происходят различные химические реакции между растворенными в воде солями и продуктами твердения цемента. Особенно опасна Сульфатная коррозия, вызываемая водой, содержащей сульфат-ион SО 2-4 (в частности, растворы СаSО 4). Причиной разрушения является образование в цементном камне сложного комплексного соединения: гидросульфоалюмината кальция (эттрингит). Он образуется при взаимодействии гидроалюмината кальция, находящегося в цементном камне с поступающими с водой ионами Са 2+ и SО 2-4 по следующей схеме:

3СаО*А 12О 3*6Н 2О+3Са 2+ +3SО 2--4 + 25Н 2О = 3СаО*А 12О 3*3СаSО 4*31Н 2О.

Объем эттрингита в 2,5 раза превышает объем исходного гидроалюмината, что и вызывает разрушение затвердевшего цементного камня. Это эта же реакция образования эттрингита, но проводимая целенаправленно, используется для получения расширяющихся цементов. Основные пути защиты цементных материалов от коррозии следующие: правильный выбор типа цемента и снижение капиллярной пористости цементного камня.

Похожие статьи




Введение, Характеристика выпускаемой продукции - Производство портландцемента

Предыдущая | Следующая