Тема 3. Виробництво мінеральних в’яжучих

Портландцемент – гідравлічний вяжучий матеріал мінерального складу,здатний тверднути у воді і на повітрі.

Згідно ДСТУ 9183:2022 існує цемент таких типів і марок:

• Тип 1 – має в своєму складі від 0 до 5% мінеральних добавок; марки цементів – 300, 400, 500, 550, 600;
• Тип 2 – з мінеральними добавками від 6 до 35%; марки цементів – 300, 400, 500, 550, 600;
• Тип 3 – шлакопортландцемент– добавок від 36 до 80% (мелений гранульований доменний шлак) марки 300, 400, 500;
• Тип 4 – пуцолановий цемент – добавок ( наприклад, трепел) від 21 до 55%, марки 300, 400, 500;
• Тип 5 – композиційний цемент – від 36 до 80% добавок; марки 300, 400, 500.

Сировина для виробництво цементу

Це карбонатні породи (75%) – вапняки, крейда, черепашники, вапнякові туфи. Найбільші родовища – Хмельницька (Гуменецькі вапняки), Тернопільська, Сумська, Львівська, Миколаївська області.

Також використовують алюмосилікатний компонент клінкеру (25%) – глини, суглинки, леси, мергелі – суміші вапняків з глинами та доменні і гранульовані шлаки, золи, відходи вуглезбагачення, нефеліновий шлам.

Технологічний процес виробництва цементу

Виробництво поділяють на дві стадії:

1. Видобування і транспортування сировини ( вапняку і глини); її подрібнення і приготування шихти, випалювання шихти з отриманням напівфабрикату – цементного клінкеру;
2. Сушіння добавок і помел клінкеру з гіпсом і добавками ( може проводитись і на іншому підприємстві).

Оптимальна потужність цементного заводу – 2 млн.т/рік. Для цього потрібно 3,5 млн.т.сировини.

Цементні заводи розміщені поблизу кар’єрів. Видобування проводять відкритим способом за допомогою скреперів, екскаваторів, гідромеханізмів. Транспортування відбувається підвісною канатною дорогою, стрічковими конвеєрами, самоскидами і думпкарами.

Основні способи виробництва цементу: сухий, мокрий, комбінований.

Процес приготування сировинної суміші включає:

• подрібнення (крупне і тонке);
• дозування;
• змішування сировинних компонентів;
• коригування хімічного складу сировинної суміші;
• гомогенізація відкоригованої суміші;
• подавання суміші на випалювання.

Зони обертової печі:

1. випаровування (70…200°C);
2. підігрівання та дегідратація (200…700°C);
3. декарбонізація (700…1100°);
4. екзотермічні реакції (1200…1300°C);
5. спікання (1300..1450..1300°C);
6. охолодження (1300…1000°C).

Розрізняють гіпсові в’яжучі таких видів: будівельний, формувальний, високоміцний гіпс. супергіпс, високовипалювальний гіпс.

В залежності від міцності гіпсового каменю виготовляють 12 марок: від Г-2 до Г-25.

В’яжучі Г2…Г7 використовують для виготовлення гіпсових будівельних виробів; Г4…Г7 – для тонкостінних будівельних виробів і декоративних деталей; Г2…Г25 – для штукатурних робіт та виробництва СБС.

Технологічний процес виробництва гіпсу:

1. Попередня підготовка сировини – сушіння і подрібнення гіпсового каменю;
2. Теплова обробка і дегідратація гіпсового каменю;
3. Тонке перемелювання.

Застосовують 2 технології виробництва гіпсу:

1. З використанням варильних котлів періодичної і безперервної дії;
2. З використанням сушильних барабанів і наступному помелу.

Будівельне вапно – неорганічна в’яжуча речовина, що є продуктом випалювання при температурі 1000…1200°C кальцієво-магнієвихгірських порід, крейди, вапняків, доломіту.

Застостовується: для приготування мурувальних розчинів, штучних бетонних виробів,силікатної цегли та ін.

Виготовляють: повітряне (гашене – пушонка або вапняне тісто і негашене – дроблений або порошкоподібнийтматеріал) і гідравлічне вапно.

Сировина для виробництва вапна: гірські породи, які складаються з карбонату кальцію (вапняки).

Виробництво вапна на установці з «киплячим шаром»

Подрібнений вапняк подають у верхню частину печі. Мазут чи газ надходить в четверту зону, де відбувається його згоряння. Повітря аерує шар вапняку. По мірі надходження нових порцій «киплячий» вапняк пересипається в нижню зону, де піддається інтенсивному теплообміну.

Технологія гашення вапна

Основні стадійні процеси отримання гідратного вапна:

1. Подрібнення в молоткових або ударно – відцентрових дробарках негашеного вапна до часточок розміром 5…10 мм, що скорочує тривалість гашення;
2. Гашення вапна в гідраторах періодичної або безперервної дії на протязі 30…35 хв;
3. Догашування в силосах, де вапно вилежується протягом 1..2 діб;
4. Відсіювання часточок, що не погасились, у повітряному сепараторі або на ситах;
5. Пакування гашеного вапна у багатошарові паперові мішки і транспортування на будівельні об’єкти або до розчинозмішувальних цехів.

1. Які в’яжучі відносять до мінеральних?
2. Які існують способи виробництво цементу?
3. Назвіть основні технологічні переділи виробництва гіпсу.
4. Яке обладнання використовують при виробництві вапна?
5. Назвіть основні процеси отримання гідратного вапна.