Для производства цемента используются различные минеральные компоненты, каждый из которых играет важную роль в конечных свойствах цемента. Основными минеральными компонентами для производства цемента являются:
- Известняк (кальций):
- Описание: Известняк или меловые породы содержат карбонат кальция (CaCO₃).
- Роль: Основной источник кальция, необходимого для образования клинкера. При нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂). Оксид кальция является ключевым компонентом в процессе образования цементного клинкера.
- Глина и глинистые материалы (кремний, алюминий и железо):
- Описание: Глины содержат оксиды кремния (SiO₂), алюминия (Al₂O₃) и железа (Fe₂O₃).
- Роль: Эти оксиды необходимы для образования различных фаз клинкера, таких как диоксид кремния, алюминат кальция и феррит кальция.
- Песок или кварцит (дополнительный кремний):
- Описание: В некоторых случаях добавляют песок или кварцит для увеличения содержания кремния.
- Роль: Увеличивает содержание оксида кремния, который важен для образования силиката кальция.
- Железная руда или железистые добавки:
- Описание: Железные руды или другие железосодержащие материалы используются для обеспечения оксида железа.
- Роль: Оксид железа участвует в формировании фазы феррита кальция, что способствует снижению температуры плавления и улучшению прочности цемента.
- Гипс (сульфат кальция):
- Описание: Гипс (CaSO₄·2H₂O) добавляется к цементному клинкеру на завершающем этапе помола.
- Роль: Регулирует время схватывания цемента, предотвращая слишком быстрое твердение.
Процесс производства цемента:
- Добыча сырья:
- Известняк, глина, песок и железные руды добываются из карьеров.
- Дробление и смешивание:
- Сырьевые материалы измельчаются и тщательно перемешиваются для достижения однородного состава.
- Обжиг:
- Смесь нагревается в вращающихся печах при температуре около 1450°C. В результате обжига образуется клинкер — твёрдые гранулы.
- Помол клинкера:
- Клинкер охлаждается и измельчается в порошок. На этом этапе добавляется гипс для регулирования времени схватывания.
- Хранение и упаковка:
- Готовый цемент хранится в силосах и упаковывается в мешки для дальнейшей транспортировки.
Дополнительные минеральные добавки:
- Шлак: Используется для производства шлакопортландцемента, улучшает устойчивость к агрессивным средам и снижает тепловыделение.
- Пуццоланы: Натуральные или искусственные добавки, содержащие активные кремнеземы и алюмосиликаты, повышающие долговечность и стойкость цемента.
- Зола-уноса: Побочный продукт сжигания угля на ТЭС, улучшает плотность и прочность цемента.
Эти минеральные компоненты и добавки позволяют создавать различные виды цемента с особыми свойствами, подходящими для разнообразных строительных задач.
