Изготовление цемента. Свой бизнес: производство цемента

Бетон – основа любой строительной конструкции. Практически каждое строение, находящееся вокруг нас, так или иначе, было возведено с помощью цементного раствора. Строительный бетон, созданный на основе цемента, десятилетиями выдерживает многотонную нагрузку, практически не испытывая негативного влияния извне. Почему уже многие десятилетия именно цемент является самым популярным строительным материалом? Редакция сайт попытается раскрыть ту самую секретную формулу, благодаря которой, мы наконец-то узнаем, из чего именно делают цемент и почему его считают одним из самых прочных материалов во всём мире.

Цемент – связующее звено любой конструкции. От ступенек подъезда до элитных небоскрёбов

Читайте в статье

Нормативные документы

Цемент, как и любой другой товар, обязательно должен пройти процедуру сертификации. Существует несколько ГОСТов и СНиПов, которые в той или иной степени касаются качества цементной смеси. Перечислим основные из них:

ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».
ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».
ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Химический состав цемента

Сам по себе цемент − не что иное, как порошок. Его создают на основе клинкера. В составе могут содержаться разные компоненты и наполнители.

Интересный факт! Когда цементный раствор застывает, его плотность не уступает плотности камня. Для создания искусственного камня используется тоже цемент.

Нагрев происходит до показателей +1450°C. Структура природных компонентов меняется, и получается новое вещество – клинкер. После этого полученное вещество соединяют с гипсом и перемалывают, в результате и получается знакомый всем цементный порошок.

Комментарий

Задать вопрос

«Вот так выглядит химический состав готового цементного порошка: 67% оксида кальция (СаО), 22% диоксида кремния (SiO2), 5% окиси алюминия (Al2О3), 3% оксида железа (Fe2O3), 3% прочие составляющие.»

Основные характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остаётся его марка, именно эта маркировка скажет о такой важной характеристике, как показатель максимальной нагрузки в кг.

Числа указывают на максимальный показатель нагрузки, которую может выдержать застывший цемент. Его ещё называют показателем прочности на сжатие. На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см³, составляет 200 кг.

Интересно, что тестировать цемент разрешено только после полного высыхания, а это происходит через 28 суток и не ранее. После этого тестовый образец цемента укладывают под пресс и сжимают. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Причём процедуру повторяют шесть раз, а потом из 4 лучших показателей вычисляют среднее арифметическое. Показатель этот измеряется в МПа и кг/см².

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

Задать вопрос

«Буквой «Д» обозначаются данные о специальных добавках, использующихся в цементе. Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удаётся придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость.»

Типы цемента по сфере использования

Как мы уже замечали ранее, на качество цементной смеси влияют разные добавки. От этого зависит его сфера применения и прочность. К примеру, морозостойкие образцы применяются в строительстве жилых домов и строений на территориях с суровым климатом, в сейсмически опасных зонах применяются добавки, увеличивающие параметры клейкости смеси. Они, в свою очередь, не дают бетонным конструкциям растрескиваться.

Интересный факт! В процессе заморозки вода, содержащаяся в бетоне, расширяется и начинает разрушать его изнутри. Однако современные технологии позволяют улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, нейтрализованный древесный пек. Они создают прочную оболочку вокруг водяных частиц.

Чаще всего в цементную смесь добавляют разные добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%. Для возведения монолитных зданий использую цемент марки М500. У такого материала более высокая скорость застывания и прочность. Обычно именно из такой цементной смеси возводят перекрытия и несущие конструкции.

Из чего делают цемент

Обычно заводы по производству цемента строят там, где находятся залежи известняка и других пород, которые используются при создании клинкера. Главными природными элементами, из которых делают цемент, являются:

ископаемые карбонатного типа: кристаллические породы, поддающиеся обжигу;
глинистые материалы, а также горные породы осадочного характера минерального происхождения. Сырьё характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

Задать вопрос

При выборе цемента обращайте внимание на такой показатель, как тонкость помола. Чем мельче структура порошка, тем крепче будет смесь.»

Карбонатные породы

Какие карбонатные породы используются при производстве цемента:

мел (вариация известняка) – легко подвергается обработке, дёшев и универсален;
мергель , или мергелистый известняк. Плюс этих пород в том, что в них находится достаточное количество влаги, кроме того, они содержат необходимые частички глины;
известняковое сырьё , ракушечники, отличающиеся отсутствием включений кремния. Порода обладает пористой структурой, легко разрушается под воздействием сжимающих усилий;
карбонатные породы . Они характеризуются ценными физическими свойствами.

Глинистое сырьё

К глинистым породам относятся:

глина , содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
суглинки − разбавлены песчаной фракцией;
сланцы – прочные глинистые породы;
лёсс – неэластичная пористая порода с включением кварца.

Корректирующие добавки

Кроме минерального сырья, при производстве цемента используются специальные пластификаторы. Чаще всего используют добавки на базе ископаемых, содержащих плавиковый шпат, а также апатиты.

Важно! Основой любого вяжущего является цементный клинкер и всего 15-20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики.

Как делают цемент на производстве

Как и любое производство, создание цементной смеси происходит строго по специальной технологической схеме. И состоит из следующих этапов:

Создание клинкера. Его, напомним, делают из известняка и глины в процентном соотношении 75×25. Смесь помещается в печь, при температуре примерно +1500°C происходит изменение состава. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках.
Затем гранулы дополнительно дробят. Измельчение происходит в специальных перемалывающих мельницах. Они представляют собой барабаны с помещёнными туда стальными шариками.
К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.

Чем мельче фракции цемента, тем крепче и надёжнее будет состав, тем выше марка

Существуют разные технологии подготовки исходного сырья. Рассмотрим основные из них.

Мокрый метод

Мокрая технология предполагает обязательное добавление воды на этапе измельчения, в этом случае вместо извести используется мел. При этом образуется специальная смесь, или шихта, которая затем повторно высушивается в печи, превращаясь в подобие стеклянного шара, который затем вновь измельчается. При этом себестоимость цемента значительно увеличивается. Считаете, что смесь, приготовленная таким способом, более прочная.

Сухой способ

Сухой способ – более дешёвый вариант. В этом случае на практике объединяют две технологические операции – помол и сушку смеси. В шаровую мельницу направляют горячие газы, которые и осуществляют просушку. Здесь на выходе получается уже готовый порошок.

Комбинированные методики

Комбинированный вариант объединяет в себе особенности мокрого и сухого способа. Технологии отличаются на каждом предприятии. Иногда вместо мокрого способа, допускающего увлажнение клинкера до 50%, используют варианты с понижением влажности на этом этапе до 18 или 20%. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом. Всё зависит от задач, которые стоят перед технологом.

Как сделать цемент в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность производства цемента, сделать его своими руками в домашних условиях возможно. Понятно, что этот вариант не будет таким технологичным, как на заводе, и обжечь его при необходимой температуре также не получится. Однако кое-какие хитрости мы можем вам рассказать. Рассмотрим один из популярных рецептов создания состава, вполне подходящего для заделки щелей и стяжек. Для создания смеси нам потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода.

Строительство является одной из тех отраслей, которые никогда не исчезнут. Люди постоянно нуждаются в новых постройках, помещениях, зданиях. Стоит понимать, что ни на одной, даже крупномасштабной самой современной стройке, нельзя обойтись без цемента. Для того чтобы выполнить кладку собственного здания за городом либо сделать пристройку к коттеджу, обязательно понадобится раствор.

Перед тем как приступить к замесу нужно понять, как правильно сделать цементный раствор требуемого качества.В зависимости от потребностей раствор может быть с добавками или без,тощий или густой.

Если человек решился на строительство, ему обязательно понадобится раствор цемента в процессе работы. Приобрести цемент будет недостаточно, потому как серый порошок перед началом стройки должен превратиться в настоящий раствор. Песок, вода и цемент – вот все составляющие, однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Следует разобраться в том, как сделать цемент правильно.

Стоит знать некоторые предостережения.

Таблица расхода материалов на 1 куб.метр бетона.

Прежде всего, перед тем, как приступить к выполнению процесса приготовления бетона, следует определиться со следующими параметрами, которые рекомендуется принять за основу в процессе создания цементного раствора. Необходимо подбирать такие компоненты, которые достаточно просто можно достать. Нет необходимости летать по городу в поисках материала, который однажды был куплен по причине его эксклюзивности. По такой же причине есть возможность остаться вовсе и без компонентов.

Далее следует обратиться к технологиям бетонного производства либо цементного раствора. Не следует выбирать какие-нибудь заумные, сложные рецептуры, которые человек, не являясь профессиональным строителем, не сможет повторить.

Для достижения лучшего качества замеса все материалы просеивают предварительно через сито.

Обязательно необходимо помнить и о самом главном: даже при доступных, дешевых материалах, примитивной, простой технике изготовления, цемент должен отличаться надежностью, крепостью, быть не просто материалом для строительства, но и основой, на которой планируется строить будущий дом.

Список элементов, которые понадобятся для приготовления цемента своими руками:

необходимая емкость;
специальный строительный миксер;
сито;
цемент с водой и песком.

Теория приготовления бетонных смесей

Прежде чем перейти к непосредственному описанию того, как можно будет сделать подобный раствор своими руками, следует определиться с понятиями.

Таблица пропорций для разных марок раствора.

Цемент – материал, который имеет порошкообразную форму, применяется на строительных площадках. Данный материал отличается определенной степенью вязкости, обладает хорошими гидравлическими свойствами.

Подобные характеристики дают возможность обеспечить порошку возможность создания устойчивых связей с водой либо какими-нибудь другими жидкостями, при этом создавая раствор в виде пластичных масс. При затвердевании такой массы будет образовываться камнеподобный материал, который отличается жесткостью и прочностью.

Цемент можно отнести к вяжущим неорганическим материалам (в данную группу можно отнести гипс и известь). Все, что рабочие строители будут добавлять к вяжущим материалам (растворы, жидкости, добавки минерального типа), предназначается для того, чтобы улучшить качества вяжущего материала, для того, чтобы изменить его состояние до жидкого либо твердого.

Этапы замешивания

Выполнение подготовительного этапа

Первый этап – подготовка. Данный этап является основополагающим для того, чтобы получить качественный материал. Следует знать, что потребуется от строителей на подготовительном этапе. Прежде всего это емкость, в которой планируется разводить цемент. Необходимо помнить, что объем данной тары должен соответствовать объему, который планируется получить.

Таблица класса и марки бетона.

Если емкость вдруг окажется меньше, чем запланированный материал, вполне возможно то, что может прийтись собирать с земли строительный материал, который будет получен. В случае, если емкость будет слишком большой, то не будет возможности создать равномерную массу, которая не сможет сбиваться в комочки, тем самым создавать неряшливость и подвергать опасности качество постройки, которая в будущем будет изготавливаться. Помимо того, строителям понадобится выбрать такую тару, чтобы она была достаточно устойчивой.

Следует обратить внимание на то, насколько прочны стенки емкости. Не рекомендуется брать емкость, у которой тонкие низкие стенки, потому как они не позволяют вымесить раствор высокого качества.

Цемент обладает способностью поглощать влагу из окружающего воздуха, теряя при этом свои свойства.

Хорошим решением данного вопроса с тарой, которая необходима для того, чтобы приготовить раствор цемента в домашних условиях, будет старая чугунная ванночка.

Помимо емкости, для того чтобы размешать массу, которая будет получена, может потребоваться специальный инструмент. Он должен характеризоваться легкостью и прочностью для того, чтобы было максимально удобно создать раствор. Чаще всего используется специальный строительный миксер, однако русские умельцы для этого приспособили достаточно удобную дрель с насадками.

Прежде чем браться за дело, следует просеять порошок для приготовления бетонного раствора. Это даст возможность избежать образования комочков и попадания мусора в изготавливаемый раствор.

Приготовление раствора

Вторым ответственным этапом является приготовление. Прежде чем задаться целью изготовить хороший раствор цемента, следует хорошо продумать полностью всю последовательность действий, помимо того, расположить все материалы и инструменты, которые понадобятся, в максимальной близости к себе. Это необходимо для того, чтобы не оказаться в неудобной и неловкой ситуации, когда придется бегать за составляющими, которые понадобятся для будущего раствора.

Цементные растворы бывают следующих видов: жирные, нормальные, тощие. Качество раствора можно определить с помощью весла, которым выполняется замес раствора.

Первым делом следует просеять цемент, песок. Данная процедура, как было отмечено выше, будет необходима, чтобы исключить возможность попадания мусора в изготавливаемый раствор и появления комочков, которые способны значительно ухудшить качество цемента и вяжущие свойства.

После того, как компоненты будут просеяны, необходимо определить соотношение каждого элемента в составе изготавливаемого раствора. На данном этапе приготовления следует помнить, что в процессе использования качественных цементных марок, примесь песка может быть незначительна (номинальна). Необходимо всегда помнить и классическое соотношение, которое строителями применяется уже на протяжении достаточно большого количества времени. Одна часть цемента должна смешиваться с тремя частями песка.

Ни в коем случае не стоит добавлять воду либо какие-нибудь другие жидкости в тот момент, когда только были смешаны сухие смеси. Первым делом понадобится эффективно, грамотно перемешивать песок с цементом. Для того, чтобы выполнить правильное перемешивание, понадобится насыпать в емкость песок, после чего сверху на данный материал высыпать цемент.

Создать качественный и надежный раствор способно исключительно тщательное перемешивание компонентов.

Добавление жидкости в смесь, которая была получена, должно производиться крайне аккуратно и постепенно. Вода должна вливаться медленно для того, чтобы смесь имела необходимую консистенцию. К примеру, если воды окажется больше, чем потребуется, медленное вливание даст возможность вовремя остановиться.

Применение смеси

Третьим, заключительным этапом, является применение полученного раствора. Известно, что цемент представляет собой материал для строительства, который хранить нет возможности. Связано это с достаточно высокими показателями цементной вязкости, в связи с которыми раствор способен быстро застывать и становиться непригодным для того, чтобы его использовать в дальнейших строительных работах. Состав, который может быть получен при правильном смешивании полностью всех элементов, может быть доступен для строительных работ еще на протяжении одного часа.

Если вам необходимо сделать ремонт в помещении повышенной влажности, то используйте для этих целей гидрофобный цемент, который не боится контакта с водой.

Далее следует знать, почему классический рецепт не всегда есть смысл использовать. В процессе строительства время от времени могут случаться ситуации, когда цемент понадобится приготовить не по традиционному рецепту, который принимается полностью на всех строительных площадках в мире, а по особой технологии, которая будет зависеть от целей строительства.

Нестандартные смеси есть возможность получить при помощи добавления различных примесей. Чаще всего они призываются для того, чтобы была возможность изменить свойства цементного раствора. К примеру, изменить скорость застывания вещества, которое было получено (замедлить, чтобы была возможность дольше работать с материалом), улучшить характеристики вязкости (для того, чтобы цементный раствор сделать пластичным и более податливым в процессе работы на сложных участках).

Для того чтобы изменить качества бетона, улучшить его характеристики, следует применять не только дополнительные примеси, к примеру, в виде извести, но и изменить пропорции, в которых будет смешиваться состав.

В процессе использования дополнительных материалов и примесей необходимо помнить, что их пропорции и количество будут зависеть от исходных материалов, а также их качества.

Качество бетона

Говоря о том, как делать раствор цемента своими руками, уже не раз упоминалось о понятии качества. Однако следует определиться с тем, что считать качеством и для чего необходимо столь строгое наблюдение.

В случае избытка воды у вас может получиться жидкий раствор, который после высыхания будет не таким прочным, как густой раствор аналогичного состава.

Полностью готовая конструкция, будет это кладка кирпича в стенке загородного домика либо фундамент коттеджа в каком-нибудь элитном поселке, напрямую будет зависеть от того, какого качества цементный раствор был применен при строительстве.

Качественным принято считать такой бетонно-цементный раствор, который не будет растекаться, то есть характеризуется высокой либо средней степенью вязкости. Смесь при этом не должна быть слишком сухой, потому как это может привести к потере крепящих качеств, следовательно, кладка попросту не сможет держаться, что может поставить под угрозу разрушения объект, который планируется возводить.

При приготовлении цементного раствора крайне важно помнить про температуру жидкости, которой будет заливаться смесь. Она не должна быть экстремально высокой либо низкой. Лучшим вариантом будет сделать температуру воды оптимальной, которую выдерживает цемент.

В процессе перемешивания обязательно необходимо помнить о таком понятии, как интенсивность. Без должного технологического процесса нельзя получить качественную смесь. Однородность массы обязательно должна быть абсолютной либо близкой к подобному показателю.

Самым важным аспектом приготовления цементной смеси хорошего качества является подбор исходных элементов, которые не будут вызывать сомнений в собственной надежности и соответствии требованиям качества.

Помимо приобретения хороших исходных материалов, необходимо организовать правильное их хранение. Связано это с тем, что цемент и песок, который хранится в условиях высокой влажности, не может быть пригодным для того, чтобы приготовить качественную смесь.

Приготовление смеси цемента является не очень легким технологическим процессом в строительстве. Это значит, что понадобится предельно точно соблюдать основные требования. Чтобы сделать раствор водонепроницаемым, следует использовать меньше воды и хороший заполнитель.

Одной из наиболее окупаемых и высокорентабельных отраслей на сегодняшний момент является строительство. А производство некоторых строительных материалов считается даже еще более доходным. Поэтому, если вы решили открыть собственный бизнес, при условии вложения не слишком крупных сумм, особое внимание стоит обратить именно на это направление.

Но есть один момент – обычно «новые» строительные материалы (металлочерепица, профнастил, металлопластик, ПВХ и МДФ-панели и многое другое) производятся как начинающими, так и состоявшимися предпринимателями гораздо охотней.

Очевидно, в данном случае делается расчет именно на «новизну» материала и отсутствие большого количества конкурентов в этой области. Кроме того, некоторые из «новых» производств требуют несколько меньших капиталовложений. Однако на практике происходит как раз обратное: «новые» производства оказываются менее рентабельными, чем традиционные (цемент, кирпич, железобетонные изделия и т.п.).

Объясняется это тем, что, во-первых, бизнесмены сами загнали себя в логическую ловушку: надеясь на малую конкуренцию, слишком многие стали производить аналогичные товары, тем самым снижая их цену; а во-вторых, в расчет совершенно не бралась инерционность мышления строителей и заказчиков – те просто не хотят экспериментировать с «новыми» материалами, имея проверенные традиционные.

Учитывая все это, производство цемента как одного из самых ходовых и наиболее востребованных строительных материалов –– несмотря на то, что оно достаточно сложно и высокотехнологично, является также одним из наиболее выгодных и высокодоходных по отрасли.

Технология производства цемента

Условно процесс производства цемента можно разделить на два основных этапа. Первым этапом в производстве цемента является получение клинкера – специфического промежуточного продукта, представляющего собой гранулы механически смешанных и нагретых примерно до 1500 ° С извести и глины (или других материалов сходного валового состава).

Гранулы клинкера – основа любого цемента. В дальнейшем (уже на втором этапе производства) происходит измельчение клинкера совместно с гипсом, (а в ряде случаев и с другими добавками), т. е. приготовление портландцемента.

Очевидно, что первый этап – наиболее сложный и энергоемкий. В структуре себестоимости он также занимает главное место – доля клинкера в стоимости портландцемента достигает 70-80%.

Нюансы производства цемента

Производство цемента существенно осложняется тем, что даже в пределах одного месторождения химико-минералогический состав сырья (твердость, однородность, влажность) варьируется достаточно широко. Само собой, заводы и фабрики по производству цемента, работающие на привозном сырье подвержены воздействию этого фактора еще больше.

Кроме естественных, существуют еще и технические разновидности сырья, отличающиеся, например, влажностью и чистотой – т.е. показателями, обусловленными условиями собственно добычи, хранения и транспортировки (т.н. «человеческий фактор»).

В связи с этим, для каждого конкретного вида сырья должен быть выбран один из трех существующих способов производства цемента, который обеспечивает тонкое измельчение и равномерное перемешивание компонентов шихты с минимальными энергетическими затратами – «мокрого», «сухого» или комбинированного.

Первый способ производства цемента

При использовании «мокрого» способа измельчение сырьевой смеси производится в воде с получением шихты (смешанных ингредиентов) в виде суспензии – т.н. шлама влажностью 30-50%.

Второй способ производства цемента

«Сухой» способ не предполагает наличия воды в технологии и шихта представляет собой тонко измельченный порошок, составные части которого перед смешиванием специально высушивают.

Третий способ производства цемента

Третий, комбинированный способ, может базироваться на одном из предыдущих. Его особенность – получение на выходе смеси влажностью до 20%.

Если базовый метод – «сухой», то первоначально приготовленную смесь гранулируют, добавляя 10-14% воды; если же, базовый метод, наоборот, «мокрый», то сырьевую смесь, приготовленную изначально по «мокрому» способу – шлам – на выходе принудительно (с помощью специальных фильтров) обезвоживают примерно до 16-18%.

На обжиг клинкер в случае применения комбинированного метода подается в виде полусухой массы или гранул размером 10-15 мм. Разумеется, состав оборудование при использовании того или иного метода несколько разнится.

Стоимость и оборудование для производства цемента

Как уже было упомянуто, для производства цемента используется сырье в виде известняка или глины. При использовании известняка его предварительно дробят в специальных промышленных дробилках (не менее 200 тыс. руб. за штуку) а глину измельчают с использованием воды в «болтушках» – мельницах-мешалках.

Дальнейшее смешивание и тонкое измельчение с получением однородной смеси известняка, глиняного шлама и корректирующих добавок происходит в шаровых трубных мельницах (цена одного экземпляра – не менее 3,3 млн. руб.).

После проверки и корректировки состава (если последняя требуется), шлам попадает на обжиг во вращающуюся печь (около 140 тыс. руб. за 1 штуку) где завершаются химические реакции, приводящие к получению клинкера. Горячий клинкер охлаждается в промышленном (т.н. рекуператорном) холодильнике.

Совместный тонкий размол клинкера, гипса и активных минеральных добавок также производится в шаровых трубных мельницах.

Разумеется, для производства цемента необходимо не только оборудование, но и соответствующее помещение – с высотой потолка от 4 м и не менее 400-500 кв. м. площадью. Идеальным моментом было бы получение собственного глиняного карьера или известняковых выработок – тогда себестоимость продукции стремится практически лишь к сумме затрат на персонал и коммунальных расходов.

Кроме того, понадобится дополнительное оборудование по упаковке цемента в мешки и отгрузке (погрузчики и т.п.)

Количество единиц оборудования для производства цемента, равно как и количество работников напрямую зависит от планируемого объема производств, который, в свою очередь, обусловлен финансовыми возможностями бизнесмена – рынок сбыта цемента таков, что легко «проглотит» любое количество произведенной продукции.

Видеосюжет о производстве цемента

Любое строительство не может обойтись без цемента. Это неорганическое вяжущее входит в состав штукатурных и шпаклевочных смесей, без него невозможно приготовление бетона, растворной смеси. Цемент не является природным ископаемым, для его приготовления сырье необходимо обжечь, затем измельчить полученный клинкер до состояния порошка и смешать в определенных пропорциях с соответствующими добавками.

В принципе, технологический процесс приготовления цемента не очень сложен, сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.

Приготовление цементного раствора

Любой цементный раствор состоит из воды, вяжущего (сам цемент) и заполнителя (чаще всего песок). Соотношение вяжущего и заполнителя зависит от вида выполняемых работ. Так, для штукатурочной смеси можно принять соотношение цемента и песка 1:6, но, например, для кладки кирпичей соотношение вяжущего и заполнителя следует уменьшить как минимум до 1:3.

Если смесь готовится для заливки фундамента, то можно еще снизить содержание заполнителя, в таком случае соотношение вяжущего и наполнителя составляет 1:1 или 1:2. Кроме того в смесь для заливки фундамента часто добавляют щебень.

В строительстве часто используются смеси с добавлением извести или глины, но и в них используется цемент для повышения прочности раствора после твердения.

Также во время приготовления смеси нужно обратить внимание на водоцементное отношение. Конечно, оптимальное соотношение устанавливается для каждого вида смеси, но следует помнить, что чрезмерное содержание воды ухудшает качество раствора после твердения.

Процесс приготовления раствора также имеет некоторые нюансы. Рекомендуется перемешивать вяжущее и заполнитель в сухом виде, и только потом добавлять воду. Также имеет значение в каком порядке компоненты загружаются в емкость. Оптимальным считается послойная загрузка песка и цемента и их равномерное распределение в емкости. При необходимости приготовить большой объем раствора слои песка и цемента можно чередовать несколько раз.

Какими бы шагами не шагал прогресс в различных отраслях производства и технологий, в строительстве лидирующие позиции стабильно принадлежат хорошо всем известному цементу. И хотя производство цемента – процесс трудоемкий, энергоемкий и затратный, окупаемость цементных заводов очень высокая.

С целью сокращения расходов данные предприятия, как правило, ставятся там же, где добывается сырье.

Основные способы производства цемента

Основой производства цемента является обожженная масса, именуемая «клинкер». Состав клинкера может быть разнообразным, поэтому о нем мы поговорим позже.

Весь технологический процесс производства цемента можно разделить на два основных этапа:

получение клинкера – наиболее затратный и трудоемкий процесс;
дробление клинкера до получения порошкообразной массы.

Само изготовление клинкера делится еще на четыре этапа:

сырье, из чего будет готовиться клинкер, добывается и доставляется к месту переработки;
сырье измельчается;
подготавливается сырьевая смесь в нужных пропорциях;
готовая смесь обжигается под воздействием высоких температур.

1.1 Способы получения цемента подразделяются на три основных группы:

мокрый;
сухой;
комбинированный.

Выбор одного из них зависит от тепловой мощности предприятия и качества сырья.

1.2 Мокрый способ

Главное достоинство такого способа заключается в том, что, из чего бы ни делался клинкер, на сколько бы неоднородное сырье не бралось изначально, мокрый способ позволяет точно подобрать нужный состав шлама.

Шлам, в данном случае, представляет собой жидковатую киселеобразную массу с содержанием до 40% воды. Его состав корректируют в специальных бассейнах, а затем обжигают во вращающихся печах при температуре выше 1000ºC .

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии, однако позволяет изготавливать цемент высшего качества, благодаря отсутствию влияния неоднородности шлама на конечный продукт.

2 Сухой способ

Сухой способ требует, чтобы любое сырье обрабатывалось без использования воды. В данном случае глину, известняк и прочие компоненты дробят, затем перемалывают до состояния пыли и смешивают с помощью подачи воздуха в закрытых боксах.

При изготовлении цемента сухим способом, в печи на обжиг попадает уже готовое сырье, не имеющее, к тому же, водяных испарений. Следовательно, после термической обработки, мы получаем готовый цемент, не требующий дробления.

Сухой способ значительно уменьшает затраты времени, тепловой энергии и других ресурсах. Он очень выгоден и эффективен при высокой однородности шлама.

2.1 Комбинированный

В основу производства может быть положен мокрый способ и дополнен сухим, или сухой, дополненный мокрым.

В тех случаях, когда в основе лежит мокрый способ, сырье после смешивания обезвоживают специальными сушилками с фильтрами и отправляют в печь почти сухим. Это позволяет уменьшить затраты тепловой энергии, так как значительно уменьшает испарение в процессе обжига. Если в основе производства клинкера лежит сухой способ, готовую смесь гранулируют с добавлением воды.

В обоих случаях клинкер попадает в печь с влажностью от 10 до 18%.

2.2 Бесклинкерный способ производства

Кроме перечисленных выше традиционных способов, производство цемента может происходить бесклинкерным способом. В данном случае сырье представляет собой доменный или гидравлический шлак, который соединяют с дополнительными компонентами и активаторами. На выходе получается шлако-щелочная смесь, которую дробят и перетирают до нужной консистенции.

Бесклинкерная технология производства цемента обладает следующими положительными качествами:

конечный продукт устойчив к любым условиям окружающей среды;
значительно сокращаются затраты тепловой энергии и прочие энергозатраты;
отходы металлургической промышленности используются как сырье для качественного производства цемента, что положительно влияет на чистоту окружающей среды;
дает возможность производить конечный продукт с различными свойствами и в разных цветах без изменения способа производства.

2.3 Производство цемента (видео)

2.4 Оборудование для производства цемента

Поскольку весь процесс производства делится на этапы, которые по своей сути сильно отличаются друг от друга, то и оборудование для получения цемента требуется разнопрофильное. Его можно разделить на следующие подгруппы:

техника для добычи и транспортировки сырья;
для дробления и складирования ;
печи для обжига;
станки для измельчения и смешивания клинкера;
станки для фасовки готового цемента.

Поскольку производство цемента производится разными способами, и сырье используется разное, оборудование на заводах так же может быть разным.

В последнее время большой популярностью пользуются частные мини заводы по производству цемента. Иногда его даже изготавливают в домашних условиях, но об этом мы поговорим позже.

Все дело в том, что оборудование для таких заводов стоит не очень дорого, устанавливаться они могут на относительно небольших площадях, а окупают себя поразительно быстро.

К тому же сборка, разборка и транспортировка производственной линии не вызывает трудностей. Поэтому устанавливать частный завод можно на любом неперспективном сырьевом месторождении, а, выработав его, перевозить в другое место. Такой вариант освободит производителя от задачи транспортировать сырье, что позволит значительно экономить.

2.5 Из чего состоит производственная линия?

Шнековые дробилки. Предназначены для грубого дробления и измельчения сырья.
Молотковые дробилки.
Грохоты или вибрационное сито. Нужно для просеивания дробленого материала.
Устройство подачи материала на первый этап.
Транспортеры. Выполняют функцию подачи сырья к следующему этапу.
Машина для сортировки.
Молотильная и молотильно-дозировочная машины.
Мельница с жерновами.
Станок для смешивания шлама.
Вращающаяся барабанная печь.
Сушильная установка.
Холодильная установка.
Мельница для клинкера.
Ковшевой элеватор с подающими шнеками.
Весовое и упаковывающее оборудование.

3 Изготовление качественного цемента в домашних условиях

В некоторых случаях, когда нужно делать бетонную стяжку, а за цементом ехать далеко, народные умельцы берутся изготавливать цемент в домашних условиях. Отметим сразу, что процесс изготовления цемента в домашних условиях – процесс очень трудоемкий и требует серьезного оборудования и навыков.

Не надейтесь, что качественный продукт получится у вас с первого раза. До получения настоящего цемента вам придется испортить не один десяток килограммов материала.