ПРИМЕНЕНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

ПРИМЕНЕНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ. Цыганкова Ю. В. , Технический Центр. Вакер. 10. 07. 2009 CREATING TOMORROW'S SOLUTIONS

СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ СО 2 - ЭТО ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАДАЧА ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ • Потребление энергии и изменение климата это самые главные вызовы перед человечеством сегодня • Климатические изменения разрушат до 20% мирового ВВП (“Николас Стерн”). • Совместные глобальные усилия по понижению выбросов СО 2 (Киотский протокол, и другие соглашения) могут замедлить глобальное потепление. • Повышение выделения СО 2 считается главной причиной парникового эффекта. Какое влияние это могло бы оказать на наш будущий бизнес?

5% ВЫДЕЛЕНИЕ СО 2 – ГЛАВНЫЙ ИСТОЧНИК ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА Различные причины возникновения парникового эффекта Вклад газов в парниковый эффект Озон contribution of gases оксид азота to greenhouse effect 6% Галогенуглероды Метан 61% Диоксид углерода source: BVK, Agenda 21 • Снижение эмиссии газов (Киотский протокол 1997 - подписан 35 странами): • по всему миру до 5, 2%. • Россия к 2050 году на 47%

3% Выработка энергии – это главный источник выбросов Распределение выбросов CO 2 Выбросы от производства цемента Цемент Сельское хозяйство 8% Транспорт 44% Энергетика • глобально: 5 % Промышленность source: Agenda 21

ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА В ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ СТЕПЕНИ ВЛИЯЕТ НА ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫБРОСЫ СО 2 • Производство цемента – это энергоемкое производство • Потребление цемента в мире возрастет в 2 раза к 2050 году Очевидно, потребность уменьшить выход СО 2 в производстве цемента и его использовании Source: CSI, Heidelberger

ЦЕМЕНТНАЯ ИНДУСТРИЯ ПЫТАЕТСЯ УМЕНЬШИТЬ ЭММИССИЮ CO 2 – ВТОРИЧНОЕ ТОПЛИВО И СМЕШАННЫЕ ЦЕМЕНТЫ Потребление цемента [Mт] in 2006 Способы снижения эмиссии в цементой промышленности: • Понижение содержания клинкера. Использование дополнительных материалов смешанный цемент с различными характеристиками • Использование вторичного/альтернативного топлива больше вариаций в качестве цемента source: Cement review 7 th edition

НАШ ВКЛАД - В ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕНЬШЕ ЦЕМЕНТА ИЛИ ПРИМЕНЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ДОБАВОК В ПРОИЗВОДСТВЕ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ • тонкослойные техники нанесения заменяют толстослойные (плиточные клея, штукатурки, см. рисунок) облегченные системы • альтернативные минеральные вяжущие: - гипс - глина - известь • органические вяжущие (бесцементные системы) • больше вторичных материалов в ССС (зола-унос, фосфогипс, резиновая крошка. . . ) меньше цемента и потребления энергии

МЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ГОТОВЫ К ИЗМЕНЕНИЯМ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ЭМИССИИ CO 2 • быть подготовленным к новым запросам в работе со смешанными цементами • Осознание новой ситуации относительно цемента • Требуется оптимизация рецептур • Поиски замен цементу (альтернативные вяжущие наполнители) • Поиски инновационных решений по сохранению энергии в строительной области • Предоставить решения на базе VINNAPAS® полимерных порошков

СНИЖЕНИЕ CO 2 В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Северная Америка/США: • Ограниченное использование смешанных цементов в ССС • эмиссии CO 2 в цементной промышленности все еще не является глобальным вопросом, но: • непостоянный и низкокачественный цемент – импорт из Китая (35 мегатонн ~ 25% общего потребления цемента) • последствия: - некоторые импортируют цемент высокого качества из Германии (Milke Zement) - склоняются к использованию быстротвердеющих систем (на основе глиноземистых цементов) - используют добавки для ускорения реакций цемента (Ca. Fо) - возвращение к продуктам на основе гипсов Южная Америка: • благодаря CO 2 кредитной политике, вторичное топливо для цементного производства и использование смешанных цементов • используется главным образом CEM II • последствия: - трудно добиться требуемых характеристик (хранение в воде, тепле) - компенсация низкокачественного цемента; использование Ca. Fо - попытки заменить цемент альтернативными вяжущими (минеральными и органическими)

СНИЖЕНИЕ CO 2 В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Индия: • нарастание производства цемента (с увеличением выбросов CO 2) • 44% CEM I, 47% пуццолановых цементов, 8% шлаковых цементов • использование смешанных цементов • последствия: - вариации качества цемента - использование белых высококачественных цементов - низкие прочностные характеристики смесей на сером цементе Китай: • активный рост уровня цементного производства • 2007: 1, 4 мдт цемент = 1, 8 мдт CO 2 • тенденция сокращения потребления энергии • “новый сухой метод” производства цемента будет доминировать • новые стандарты цемента не разрабатываются • последствия: - больше высококачественного цемента на рынке, особенно для ССС - нестабильность качества цемента будет сокращаться

ИЗМЕНЕНИЯ В ЦЕМЕНТАХ ЯВЛЯЮТСЯ ЛОГИЧЕСКИМ ПОСЛЕДСТВИЕМ. • Сокращение выбросов CO 2 является неизбежным • Влияние на строительную промышленность: изменения в цементе

ВЫБРОСЫ CO 2 ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА: 750 КГ НА ТОННУ КЛИНКЕРА И ПРОЦЕССЫ ОБЖИГА Процесс декарбонизации Что происходит во время процесса сгорания? Kiln • Уменьшение массы и объема • образование клинкерной фазы source: Heidelberg Cement

НЕКОТОРЫЕ СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ЯВЛЯЮТСЯ КОММЕРЧЕСКИ И ТЕХНИЧЕСКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫМИ сырьевые материалы: • Цементный клинкер • Шлаки • Известняк • Зола

Производство стали Цементный завод ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ

Извесняковые карьеры станции Электро ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ

18% ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА тип цемента 100% другие • снижение производства ПЦ • увеличение производства смешанных цементов CEM II CEM I тенденция: 45% 1990 • удорожание стоимости продукта 35% 2000 32% 2003 25% 2009

35% РОССИЯ: СТАНДАРТ НА ЦЕМЕНТ (31108 -2003) МИНИМАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА (ОБ. %) портланд цемент портландцемент с мин. добавками цем I 95% 80% цем II/A-Ш цем II/B-Ш 65% 80% цем II/А-П цем II/A-3 80% цем II/А-Г 80% цем II/А-МК 90% цем II/А-И 80% цем II/A-К шлаковый 35% цем III/A пуццолановый 80% цем IV/A композиционный цем V/A 65% 40% мин. содержание клинкера другие составляющие (искл. сульфаты кальция)

VINNAPAS® ПОЛИМЕРНЫЙ ПОРОШОК РАБОТАЕТ КАК ВЯЖУЩЕЕ ПОСРЕДСТВОМ ПЛЕНОЧНЫХ ДОМЕНОВ. • частицы полимера образуют полимерные мостики в порах затвердевшего цемента и укрепляет его, как дополнительная добавка в рецептуре • полимерные частицы также образуют мостики к таким субстратам как плитка или полистирол и улучшают такие показатели, как прочность сцепления с поверхностью • защитный коллоид дезактивируется и частицы полимера адсорбируются на поверхности вяжущего Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

МЫ ПРЕДЛАГАЕМ АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЯЖУЩЕЕ (схема) Дисперсия с отдельными полимерными частицами Испарение воды В конце процесса испарения – деформация частиц Образование гомогенной пленки Образование пленки возможно только выше определенной температурыминимальной температуры пленкообразования; T мин. пл. зависит от: • природы полимеров • присутствия коалесцентов Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ рецептура • Цемент 250 разные типы цемента • Кварцевый песок No. 9 a(HR 81 -T) 681 • Гидратная известь 50 1 white CEM I 42, 5 2 CEM I 52. 5 R 3 CEM II/A-S 42. 5 R • Волокна Glasfaser FGCS / 70 -30/3 mm 1, 5 4 CEM II /B-S 42, 5 N • Walocel MW 40 000 PFV 5 CEM III/A 52. 5 N 6 CEM III/B 32. 5 N LH/HS/NA 2, 5 • VINNAPAS® 5044 N 15

ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: СТРУКТУРА ОТРЫВА открытое время на разных типах цемента (wacker- test, 1 д н. к) Standard CEM II / III

ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: УДАРНАЯ ПРОЧНОСТЬ ударная прочность в системе теплоизоляции (28 д хранения н. к. / Джоуль) Ударная прочность портладцемента лучше, чем смешанных цементов 0% 0% 16. 8 % max. 35 % 69, 6 % содержание шлаков white CEM I 42, 5 CEM I 52, 5 R CEM III/A-S 42. 5 R CEM II/B-S 42, 5 N CEMIII/B 32, 5 NLH/HS/NA

УДАРНАЯ ПРОЧНОСТЬ- ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ударная прочность в системе теплоизоляции (28 д хранения н. к. / Джоуль) Не бывает правил без исключения: • 0% 0% max. 65 % содержание шлаков white CEM I 42, 5 CEM I 52, 5 R CEM III/A 52, 5 NR цемент с очень тонким помолом шлаков достигает результатов хорошего портланд цемента

ВЛИЯНИЕ НА ССС – ПЛИТОЧНЫЙ КЛЕЙ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ прочность на отрыв EN 1348 – на различных типах цемента ( N/mm²) 2 д нк 28 д нк 0 % Полимера 2 % Полимера возможно и необходимо улучшить адгезию на ранних сроках, модифицируя полимером content шлака в цементе Содержания slag in cement 35 % Milke CEM I 52. 5 R Содержание шлака в цемнте 35 % CEM 35 % Milke 35 % CEM II/A-S 42. 5 R II/B-S 42. 5 N III/B 32. 5 N - CEM I 52. 5 R II/A-S 42. 5 R II/B-S 42. 5 N LH/HS/NA 35 % CEM III/B 32. 5 NLH/HS/NA

ВЛИЯНИЕ ССС – ПЛИТОЧНЫЙ КЛЕЙ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ прочность на отрыв EN 1348 – разные типы цемента (14 д хранения нк / 14 д 70° C / 1 д нк Н/мм²) 0% полимера 2 % VINNAPAS® 5010 N content slag in cement 35 % Milke CEM I 52. 5 R 35 % CEM II/A-S 42. 5 R 35 % CEM II/B-S 42. 5 N 35 % CEM III/B 32. 5 N LH/HS/NA особенно после хранения в тепле

ПЛИТОЧНЫЕ КЛЕЯ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ , Н/мм 2 цем I 42, 5 цем II 32, 5 МК Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

САМОНИВЕЛИРЫ – РАСТЕКАНИЕ (КОЛЬЦА WACKER) 2% ПОЛИМЕРА 0 мин -133 мм 15 мин -132 мм 0 мин-132 мм 30 мин-132 мм 15 мин-112 мм цем I 42, 5 N 30 мин-98 мм цем II 32, 5 MK Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

САМОНИВЕЛИРЫ – ИСПЫТАНИЕ ПО МЕТОДУ БЕМЕ см 3/50 см 2 15. 2 12. 8 цем I 42. 5 13. 1 цем II 32. 5 мк полимер Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

САМОНИВЕЛИРЫ: ПРОЧНОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, Н/мм 2 содержание полимера цем I 42, 5 N цем II 32, 5 MK Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.

ВЫВОД • Тенденция сокращения выбросов CO 2 имеет существенное влияние на цементную промышленность • Увеличение обьема применения альтернативных вяжущих • Снижение производства клинкера и высококачественных цементов • Использование химических добавок нивелирует недостатки цемента

ДАВАЙТЕ СОХРАНЯТЬ ЭНЕРГИЮ ВМЕСТЕ! www. wacker. com/vinnapas