ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ 1. Классификация портландцемента 2. Химический и минералогический

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ 1. Классификация портландцемента 2. Химический и минералогический состав ПЦ 3. Модули ПЦК и сырьевой смеси 4. Сырьевые материалы

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ В 2008 И 2012 гг. ПОКАЗАТЕЛИ 2008 2012 (ПРОГНОЗ) Мощность по цементу, млн. т. 74, 0 92, 0 Мощность по цементу (сухой способ), млн. т 11, 3 29, 1 Для мощностей сухого способа, % 15, 3 32, 0 Производства цемента, млн. т 53, 6 60, 0 Производство цемента (сухой способ), млн. т 7, 4 22, 5 Доля сухого способа в производстве цемента, % 13, 8 97, 5 Коэффициент использования мощностей, % 72, 4 65, 2 Коэффициент использования мощностей сухого способа, % 65, 5 77, 0 Средний удельный расход топлива на обжиг 1 т клинкера, кг/т 205 186

Страновая структура мирового производства цемента в 2010 году, % 1 – Китай, 2 – Западная Европа, 3 – Индия, 4 – США, 5 – Бразилия, 6 – Россия, 7 – прочие производители.

Производство цемента в ведущих странах мира, млн. т п/п страна 2005 г. 2010 г. 1 Китай 1035 1800 2 Индия 217 220 3 США 100 92 4 Турция 42 60 5 Бразилия 36 59 6 Япония 69 56 7 Иран 65 55 8 Испания 48 50 9 Вьетнам 29 50 10 Россия 48 49 (55, 9) Всего: 2310 3415

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОСТ 31108 -2003 «Цементы общестроительные. Технические условия» классифицируют: I. По вещественному составу: - ЦЕМ I - портландцемент; o - ЦЕМ II - портландцемент с минеральными добавками; o - ЦЕМ III - шлакопортландцемент; o - ЦЕМ IV - пуццолановый цемент; o - ЦЕМ V - композиционный цемент. II. По содержанию портландцементного клинкера и добавок цементы типов ЦЕМ II-ЦЕМ V подразделяют на подтипы А и В. III. По прочности на сжатие в возрасте 28 сут цементы подразделяют на классы, МПа: 22, 5; 32, 5; 42, 5; 52, 5. IV. По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут каждый класс цементов, кроме класса 22, 5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий)

Тип Наименование цемента ц е м е н - Сокращенное обозначение цемента Вещественный состав цемента, % от массы* Основные компоненты Портландцементный клинкер та Доменный или электро термофосфорный гранули рованный шлак Пуццолана Золауноса Глиеж и л и о б о ж - Микрокремнезем Известняк Вспомогательные к о м п о женный ненты с л а н е ц Кл ЦЕМ I Портландцемент ЦЕМ II Ш П З Г МК И ЦЕМ I 95 -100 - - - 0 -5 Портландцемент с минеральными добавками**: ЦЕМ II/А-Ш 80 -94 6 -20 - - - 0 -5 ЦЕМ II/В-Ш 65 -79 21 -35 - - - 0 -5 пуццоланой ЦЕМ II/А-П 80 -94 - 6 -20 - - 0 -5 золой-уноса ЦЕМ II/A-З 80 -94 - - 6 -20 - - - 0 -5 глиежем или обожженным сланцем ЦЕМ II/А-Г 80 -94 - - - 6 -20 - - 0 -5 ЦЕМ II/A-MК 90 -94 - - 6 -10 - 0 -5 известняком ЦЕМ II/А-И 80 -94 - - - 6 -20 0 -5 композиционный ЦЕМ II/А-К 80 -94 шлаком микрокремнеземом 6 -20 0 -5

Условное обозначение цементов должно состоять из: - наименования цемента; - сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки, по таблице; - класса прочности; - обозначения подкласса; - обозначения стандарта. 1. Портландцемент класса 42, 5 быстротвердеющий: Портландцемент ЦЕМ I 42, 5 Б ГОСТ 31108 -2003. 2. Портландцемент со шлаком (Ш) от 21% до 35%, класса прочности 32, 5, нормальнотвердеющий: Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32, 5 Н ГОСТ 31108 -2003. 3. Портландцемент с известняком (И) от 6% до 20%, класса прочности 32, 5, нормальнотвердеющий: Портландцемент с известняком ЦЕМ II/А-И 32, 5 Н ГОСТ 31108 -2003. 4. Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака (Ш), золы-уноса (З) и известняка (И) от 6% до 20%, класса прочности 32, 5, быстротвердеющий: Композиционный портландцемент ЦЕМ II/А-К(Ш-З-И) 32, 5 Б ГОСТ 31108 -2003. 5. Шлакопортландцемент с содержанием доменного гранулированного шлака от 36% до 65%, класса прочности 32, 5, нормальнотвердеющий: Шлакопортландцемент ЦЕМ III/A 32, 5 H ГОСТ 31108 -2003. 6. Пуццолановый цемент с суммарным содержанием пуццоланы (П), золы-уноса (З) и микрокремнезема (МК) от 21% до 35%, класса прочности 32, 5, нормальнотвердеющий: Пуццолановый цемент ЦЕМ IV/A (П-З-МК) 32, 5 Н ГОСТ 31108 -2003. 7. Композиционный цемент с содержанием доменного гранулированного шлака (Ш) от 11% до 30% и золы-уноса (З) от 11% до 30%, класса прочности 32, 5, нормальнотвердеющий: Композиционный цемент ЦЕМ V/A(Ш-З) 32, 5 H ГОСТ 31108 -2003.

ТРЕБОВАНИЯ К ХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ ЦЕМЕНТА Наименование показателя Тип цемента Класс прочности цемента Значение показателя Потеря массы при прокаливании, не более ЦЕМ I Все классы 5, 0 Нерастворимый остаток, не более ЦЕМ I Все классы 5, 0 Содержание оксида серы (VI) SO 3, не более ЦЕМ I 22, 5 Н ЦЕМ II 32, 5 Н ЦЕМ IV 32, 5 Б ЦEM V 42, 5 Н ЦЕМ III 42, 5 Б 3, 5 4, 0 52, 5 Н 52, 5 Б ЦЕМ III Содержание хлорид-иона CI, не более Все классы Все типы* Все классы 0, 10**

ХИМИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЦ o Химический состав, масс. %: Са. О – 63 -66; Si. O 2 – 21 -24; Al 2 O 3 -4 -8; Fe 2 O 3 – 2 -4; Mg. O -0. 5 -5; SO 3 1 -3. 5; Ca. Oсв -не >1; Na 2 O+K 2 O- не >1; Ti. O 2 – 0, 2 -0, 5; P 2 O 5 – 0, 1 -0, 3. o Минералогический состав, масс. %: - 3 Са. О · Si. O 2 (алит) – 45 -60 – высокая скорость набора прочности и высокая прочность ; - 2 Са. О · Si. O 2 (белит) – 18 -25 –медленная скорость набора прочности и высокая прочность ; - 3 Са. О · Al 2 O 3 (целит) – 4 -8– высокая скорость набора прочности и низкая прочность ; - 4 Са. О · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 (браунмиллерит) – 8 -15– средняя скорость набора прочности и средняя прочность ;

Диаграмма состояния системы Ca. O – Si. O 2

МИКРОФОТОГРАФИЯ ШЛИФА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

МОДУЛИ ПЦК И СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ o Коэффициент насыщения: o КН = 0, 85 – 0, 95; o Силикатный модуль o п=1, 7 -3, 5; o Глиноземистый модуль o р = 1 -3.

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ o Карбонатные породы: - плотные известняки – плотность -2, 2 -2, 6 г/см 3; прочность -8 -200 МПа, влажность – 2 -6; - мрамор - плотность -2, 65 -2, 9 г/см 3, прочность 50 -200 МПа, влажность – 2 -6; - мел -плотность -1, 5 -2, 0 г/см 3, влажность – 1530; - известковый мергель (Са. СО 3 – 75 -80, глина -2025) или мергель (Са. СО 3 – 50, глина -50); - известковый туф; - известняк-ракушечник. Титр сырьевой смеси – содержание Са. СО 3 и Мg. СО 3 – 65 – 75%.

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ • Глинистые породы: - Глина – основные минералы: каолинит: Al 2 O 3 · 2 Si. O 2 · 2 Н 2 O –частицы размером 0, 3 -0, 4 мкм, монтмориллонит - Al 2 O 3 · 2 Si. O 2 · 4 Н 2 O , гидрослюда. Влажность глин – 15 – 25%, частицы размером меньше 2 мкм; - аргилиты – продукты дегидратации, спрессования и перекристаллизации глин; - лесс - землистая порода, состоящая из слюд, каолинита, полевых шпатов, кальцита и кварца; - сланцы - продукты перекристаллизации глин; - суглинки - глины со значительным содержанием кварца – до 40%; - глинистый мергель.

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ o Корректирующие добавки: - для повышения силикатного модуля – диатомит, трепел, опока, зола-унос; - для понижения силикатного модуля – глины, с высоким содержанием глинозема или бокситы – Al (OH)3; - для повышения глиноземистого модуля глины, с высоким содержанием глинозема или бокситы – Al (OH)3; - для понижения глиноземистого модуля – железные руды, колошниковая пыль – унос из доменной печи, пиритные огарки – побочный продукт получения серной кислоты Fe. S; • Добавки – минерализаторы: апатиты, фосфогипс, плавиковый шпат.

СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ o Гипсовые материалы: - гипсовый камень; - гипсосодержащие отходы – фосфогипс, борогипс и др. • Отходы промышленности: - шлаки – отходы металлургической и энергетической промышленности – доменные шлаки, мартеновские шлаки, шлаки цветной металлургии, топливные шлаки; - золы – отходы ТЭЦ; - белито-нефелиновый шлам – отход производства глинозема и соды из нефелинов – состоит на 80% из β - 2 Са. О · Si. O 2.

РАСХОД СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ Горная порода, добавки Расход на 1 т цементного клинкера, т Карбонатные породы (известняк, мел, мергель и др. ) 1, 3 – 1, 5 Глинистые породы (глина, суглинки, лёсс и др. ) 0, 27 – 0, 30 Добавки (железистая, кремнеземистая, глиноземистая и др. ) 0, 01 – 0, 035