Свой бизнес: производство цемента. Инструкция, как сделать цемент: необходимое оборудование и технология

«И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжём огнём. И стали у них кирпичи вместо камней» (Ветхий завет, Бытие, 11-3)

Данный материал является логическим продолжением статьи о самане и публикуется как продолжение к с его разрешения;).

Речь у нас пойдет не о домах и об убежищах, а об использовании «нанотехнологий» в строительстве - о строительных смесях и бетонах. В основном конечно о строительных смесях, т.к. бетон это строительная смесь с наполнителем.

Для начала о паре вещей, на которые мало кто обратил внимание в статье daMIR"а. А именно «трамбуют, заливают 6-миллиметровым слоем известкового раствора нормальной жирности и укладывают очередной слой грунта», «если к землебиту добавить 1-2 мешка цемента то стоять будет вечно» и одному не напечатанному комментарию моего коллеги (озвученному в беседе) который посоветовал добавлять немного перепревшего навоза в саман.

Дело в том что во всех этих случаях применялась добавка связующего вещества (неорганического или органического), которые значительно повышали влагостойкость и прочность стен из самана. А о крепости строительных смесей на основе извести можете судить сами на примере Римского Колизея – там камни соединены подобным раствором.

Ну а теперь собственно к делу.

Честно говоря я хотел начать изложение с ОФИЦИАЛЬНОЙ истории цемента и предложить использовать после БП промежуточный результат данной эволюции. Но позавчера я посмотрел 4 серию цикла «История. Наука или вымысел» под названием «Алхимия пирамид» и это перевернуло все мои мысли.
В данном фильме рассказывается о гипотезе французского химика Иосифа Давидовича, подтвержденной группой исследователей российской академии наук о том что пирамиды были построены из бетона (искусственного камня – т.е. цемента с наполнителем, прошу не путать с портландцементом). Если Вы не сможете посмотреть этот фильм ознакомится с гипотезой можно например , или . В фильме и статьях подробно описываются доказательства этого.

Весь сыр бор из за того что современная технология производства цемента (портландцемента) требует достаточно сложных промежуточных технологий для создания температур обжига около 1450 градусов, что не возможно было в древнем Египте. Давидович предположил, что египтяне использовали ХОЛОДНУЮ технологию цемента (то есть смесь из природных материалов не обжигалась, но также под воздействием воды превращалась в камень) и назвал ее геополлимерный(указывая что в состав входят и менеральные и органические вещества) цемент, он даже ее продемонстрировал.

ВОТ ОНО –думаю. Найду рецепт и все будет ГУД.

Но не все так просто – свой рецепт Давидович не раскрывает, кто либо другой рецепт этот особо не ищет – по причине того что дешевле портландцемента вряд ли что-то будет, а исследования требуют денег. В этом заинтересованы только историки. Да и материалы для изготовления геополимерного цемента будут гораздо дороже чем для современных цементов.

Короче рецептуры именно Давидовича в открытых источниках нет. Дошло до того что некоторые личности с физикохимическим образованием утверждают что сама идея цемента с основным вяжущим веществом не подвергаемым термической обработке – абсурдна. Оставим это на их совести - это не моя цель. Моя цель найти легко доступный аналог портландцемента.

И пару простеньких БПшных рецептов:
Есть такая книга «Энциклопедия забытых рецептов» 1994 года выпуска, и хотя в ней собраны рецепты кустарей и ремеслиников конца 19 начала 20 века, некоторые вещи возможно использовать и после БП. Залез в раздел цементов и нашел там рецепт водостойкого белого цемента для БП: 75% мела + 25% обожженного до красного каления каолина. И все. По мне так не сильно затратно – меловые горы в природе существуют, а каолин (белую глину) вполне реально заменить другой обожженной глиной.
Плиний (Древний Рим) приводит состав гидротехнического бетона из извести, пуццоланы(горные породы, состоящие из рыхлых продуктов вулканич. извержений пепла, пемзы и др. в СССР месторождения П. и трасса имеются па Сев. Кавказе (г. Нальчик), в Крыму (гора Карадаг) и Армянской ССР) и битого туфа в пропорции 1:2:1

А что же нам делать, если нет рядом ни Нила ни меловых гор. Наши предки, например, в цемент добавляли толченый чеснок или белок яйца. Я сначала думал, что это сильно затратно, но как оказалась органического связующего возможно добавлять всего около от 0,1 до 1 процента от общей цементной массы для увеличения прочности, если оно вводится параллельно с неорганическим.

Поэтому после всего прочитанного я решил наплевать на историю цемента и попытаться изучить закономерности составления цементных смесей. Что из этого получилось судить вам.

Для начала определился с требованиями - строительная смесь после БП должна удовлетворять следующим требованиям:
Доступное сырье, отсутствие дорогих/редких или сложно получаемых компонентов.
Достаточно простая технология производства
Прочность современного портландцемента для меня не нужна. И хотя даже сейчас стоят здания «на яйце», отковырять от стены которых кусок цемента не совсем легко. Такая крепость без соблюдения сложной рецептуры не достижима. Да и нужна ли? Посмотрите на настоящие камни египетских пирамид – скажем честно - крошится. И кстати если вы откроете любой учебник по бетону, то там написано что такие параметры бетона как прочность, водоустойчивость и т.д. ВО МНОГОМ зависят от наполнителя (гравия, керамзита и т.д.), а не только от цемента.

Определим, что именно называем цементом - порошкообразный строительный вяжущий материал, который - обладает гидравлическими свойствами. То есть при взаимодействии с водой или другими жидкостями цемент образует пластичную массу (цементное тесто), которая, затвердевая, превращается в камнеподобное тело.

Для начала немного теоретической части , естественно не моей, и кстати большая половина касалась штукатурки. Но сами знаете «муж да жена – одна сатана».

Вяжущие материалы в зависимости от происхождения подразделяются на неорганические - известь, гипс, цементы, растворимое стекло и органические - битумы, дегти и смолы.
Добавки к вяжущим - материалы, добавляемые к растворам для ускорения или замедления твердения вяжущих, а также специальные добавки.

Неорганические гидравлические вяжущие смеси, которые нас могут заинтересовать это известково-шлаковые, известково-пуццолановые(вулканические), известково-зольные вяжущие и гидравлическая известь.

В зависимости от свойств добавок их можно разделить на следующие группы: активные минеральные добавки; поверхностно-активные добавки; добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих.

Активными минеральными гидроизоляционными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью-пушонкой и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.
Активные минеральные добавки применяют при производстве различных видов цемента для экономии его расхода и расхода других вяжущих при приготовлении раствора и для придания растворам гидроизоляционных свойств.
К природным активным минеральным добавкам относятся породы осадочного происхождения
- диатомиты - твердые породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомитовых водорослей и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии; - трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических, преимущественно округлых, зерен и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;- опоки - уплотненные диатомиты и трепелы;- породы вулканического происхождения;- пеплы - породы, содержащие алюмосиликаты и находящиеся в природе в виде рыхлых, частично уплотненных отложений;- туфы - уплотненные и сцементированные вулканические пеплы;- пемзы - камневидные породы, характеризующиеся пористым губчатым строением – ил (и хотя это органика, это я сам воткнул сюда, т.к. это единственное что представляю как выглядит и где искать;))

К искусственным активным минеральным добавкам относятся:- кремнеземные отходы - вещества, богатые кремнекислотой, получаемые при извлечении глинозема из глины;- обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород (керамзита, глинита, цемянки) и самовозгорающиеся в отвалах пустых шахтных пород (глинистых и углистых сланцев);- топливные золы и шлаки - побочный твердый продукт, образующийся после сжигания при определенной температуре некоторых видов топлива, в составе минеральной части которых преобладают кислотные окислы;- доменные гранулированные шлаки - кислые и основные, получаемые при выплавке чугуна и превращаемые в мелкозернистое состояние путем их быстрого охлаждения
(Примечание: а по мне после БП проще всего размельченный кирпич, тем более понятно где его брать или пережженная глина)

Поверхностно-активные добавки - это преимущественно органические вещества, способные изменять связь между водой и поверхностью частиц вяжущего. Тут было мно че написано не понятного – не буду приводить, просто сажу что можно поэкспериментировать с мылом или спиртом – теоретически их не большая прибавка может ОЧЕНЬ сильно изменить свойства цемента.

И наконец добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих веществ
Для замедления схватывания гипса применяют следующие замедлители: водный раствор животного клея (мездровый, костный) 10%-ной концентрации, гашеную известь, щелок.
Водный раствор клея вводят из расчета 0,2-0,5% (на сухое вещество) от массы гипса; это удлиняет срок схватывания на 20-30 мин. В летнее время ввиду склонности к загниванию эту добавку готовят из расчета не более трехдневной потребности.
Гашеную известь вводят в количестве 5-20% от массы гипса -время схватывания гипса замедляется на 15-20 мин.
Щелок вводят в растворы в количестве 1-2% массы гипса.

Возможно добавление еще и органических вяжущих материалов - вещества орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум – сложновато будет сделать), продукт термич. разложения древесины (деготь – намного более интересно). (Ил я перенес на верх, хоть и не научно – зато более реально). И те же небезызвестные: толченый чеснок, белок яйца, навоз и т.д.

Ну и наконец - Практические советы или несколько частностей о вяжущих материалах :

Глина . - это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидое тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния.
Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Служит вяжущим материалом для приготовления глиняных растворов, применяемых при кладке печей, штукатурке, изготовлении кирпича, глинобитных стен, глиносоломенной кровли и других работах.
Глина имеет свойство впитывать воду до определенного предела, после которого она уже не в состоянии ее впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоев.

Гипс . Сырьем для получения строительного гипса служит природный гипсовый, или, как его часто называют, алебастровый камень. Залежи гипсового камня имеются во многих районах страны. Изготавливается путем обжига и помола или помола и обжига.
В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть:
1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190°С). К низкообжиговым относятся строительный, формовочный, высокопрочный гипсы и гипсоцементно-пуццолановое (вулканические) вяжущие.
2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С). Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, обожженным доломитом и др. Гипсо-во-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Известь . Известь и микробов убивает, и воздух от вредных аэрозолей очищает лучше всяких кондиционеров с фильтрами.
Процесс производства извести не трудный, но для него нужна печка и уголь. Процесс выжигания происходит при температуре от 800 и выше. На дровах такой режим трудно создать. В обыкновенной домашней печке за одну топку можно выжечь килограмм-полтора сырья. Из него получится после гашения примерно полведра известковой сметаны или ведро извести для побелки.
В среднем печку топят пять-шесть месяцев в году. Нетрудно подсчитать, сколько можно выработать за отопительный сезон. Хватит на добрую стройку.
Сырьем для производства извести служат известковые камни. Отличают их от простых камней тем, что они легче бутовых камней и гранита и на вид серо-голубого цвета. Легко царапается металлическими предметами. И самое главное, если на них капнуть кислоту, то они начинают шипеть и пениться, но это концентрированную кислоту – ее после БП достать согласитесь сложно. Поэтому могу рассказать для поиска еще вот что: известняк осадочные породы, которые образовались уплотнением осадков мировых океанов. Поэтому при ударе молотком они раскалываются слоями И еще такими камнями очень часто делают железнодорожные насыпи. Иногда такой щебенкой делают поверхностную обработку автодорог. Если в вашей местности есть завод по производству силикатного кирпича, то вообще отлично. Это производство использует то сырье, которое вы ищите. Думаю, что способ «приобрести» камни с завода вы найдёте.
Процесс выжигания такой: уголь должен быть просеян на сите с ячейкой 10 на 10 мм. Известковые камни не толще 20 мм, 10-15 мм - ещё лучше. Большие камни легко долбятся молотком, по слоям.
Растапливаете печку. Засыпаете ведро угля, когда хорошенько разгорится, разровняйте топку кочергой, насыпьте еще полведра угля. После этого начинаете закладывать сырьё на уголь, раскладывайте равномерно в один слой, после этого дайте печке снова разгореться, после этого засыпьте полведра угля так, чтобы сырьё накрылось. После этого возьмите пару совков того угля, что отсеяли (пыли) и насыпьте сверху, чтобы жар продержался до утра. Утром можете начинать вынимать.
Выемку лучше делать специальными клещами. После того как камни вытащили, осмотрите их. Хорошо отожженные камни белого цвета и гораздо легче сырья.
Затем известь следует разгасить. Процесс гашения ведут на улице. В металлическую посуду надо залить воды, а затем туда понемногу сваливают полученную продукцию. Разложение извести идет очень бурно, поэтому следует быть очень осторожным.
Через пару дней известь готова к применению. Погашенная известь превращается в тесто, которое можно хранить много лет. От продолжительного хранения свойства извести могут даже улучшиться. Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб высотой до 4-5 м и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Для повышения водостойкости известковых растворов, в них вводят тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы (пепел). При тонком подборе рецептуры можно получить изобретенную в 1756 году англичанином Д. Смитом гидравлическую известь. Получаемую обжигом известняка с глинистыми примесями - продукт умеренного обжига (не до спекания) мергелистых известняков (мне к сожалению это ничего не говорит), содержащих от 6 до 20 % глинистых примесей. Гидравлическая известь имеет свойство затвердевать не только на воздухе, но и в воде.

В конце статьи хочу привести метод выяснения оптимальной пропорции компонентов бетона.
В основе его лежит метод подбора состава бетона по абсолютным объемам, который предполагает полное отсутствие пустот при приготовлении бетонной смеси.
Все что нам потребуется это - ведро, литровая банка и, собственно те наполнители, из которых будет состоять бетон, как правило, это щебенка, цемент, песок, и вода.
Для начала, посчитаем сколько в ведре умещается банок воды, выливая их туда одну за другой. Получим, к примеру, 10 штук. Запишем.
Затем, наполним ведро щебнем до краев и будем наливать в него воду банкой наполненной тоже всклянь, чтобы знать, каким объемом воды мы наполнили ведро. Когда вода достигнет краев, запомним количество залитой воды. Это будет объем пустот, после загрузки щебня. Допустим, получили 5 банок.
Теперь вывалим все из ведра, банку вытрем насухо и засыплем в ведро столько банок песка, сколько залили в заполненное щебнем ведро, в нашем случае 5 штук.
Снова заливаем воду и считаем банки, пока вода не достигнет поверхности песка. Скажем, получили 3. Эта цифра покажет нам объем цемента, который потребуется для заполнения всех оставшихся пустот, после загрузки щебня и песка.
Вот собственно и все. В нашем случае (для наших щебня и песка) пропорции заполнителей и цемента для нашего бетона будет следующими: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
Заметим, что за прочность бетона на сжатие отвечает, в основном щебень, поэтому от качества щебня будет зависеть и прочность бетона. В результате использования щебня, мы улучшим такие характеристики как: прочность, долговечность, понизим усадку и ползучесть бетона, а также сэкономим цемент – самый дорогостоящий компонент в составе бетона.
Мелкие заполнители отвечают за прочность бетона на сдвиг, для этого они должны равномерно и плотно заполнить пустоты между зернами щебня.
Что касаемо раствора для укладки кирпича или камня, то методика аналогична, но меряем только песок цемент и воду.

И наконец, все это ТЩАТЕЛЬНО перемешиваем – это и есть секрет удачных строителей.

В самом конце скажу, что как сами уже догадались я не все это сам придумал – источников было ОЧЕНЬ много, поэтому могут быть ошибки. Но моей главной целью было показать, что в случае необходимости замену цементу можно придумать и показать возможные направления поиска, как сказал один из коллег, когда все наладится;)

Производство цемента сегодня представляет собой довольно прибыльный бизнес. И даже несмотря на то, что в этой сфере высокая конкуренция, у каждого начинающего предпринимателя есть возможность создать свое успешное дело. Однако прежде чем закупать оборудование и начинать производство, необходимо тщательно продумать все детали бизнес-плана, принимая во внимание специфику вашего региона, настоящую экономическую ситуацию и активность прямых конкурентов.

Что такое цемент?

Все мы знаем, что без данного материала невозможно строительство. Как сделать цемент? Для его создания соединяют известняк, гипс, глину, минеральные добавки и другие компоненты. Существуют различные виды данного материала, а также технологии его производства. Предлагаем поближе познакомиться с основными этапами открытия подобного бизнеса.

Технология производства цемента

Процесс изготовления данного материала состоит из двух основных этапов. На первом из них происходит получение клинкера, представляющего собой специфический промежуточный продукт в виде механически смешанных и нагретых до полутора тысяч градусов гранул извести и глины (или же других материалов сходного состава). Получившиеся гранулы клинкера являются основой любого цемента. Процесс их производства очень сложен и наиболее затратен. Следующим этапом является изготовление портландцемента, получающегося в результате измельчения клинкера с гипсом или другими добавками.

Важные факторы

Производство цемента осложняется в связи с тем, что минералогический и химический состав сырья (однородность, твердость, влажность) достаточно широко варьируется. Предприятия, изготавливающие данный материал на основе привозного сырья, знают об этом не понаслышке.

Также принимаются во внимание технические и естественные разновидности сырья, которые могут отличаться, к примеру, влажностью и чистотой. Для каждого из них производство цемента осуществляется особым способом, обеспечивающим равномерное смешивание и тонкое измельчение компонентов, задействуя при этом минимально возможное количество энергии.

Очень важную роль играют условия добычи сырья, его хранения и транспортировки, а также человеческий фактор.

Способы производства цемента

Существует три основных варианта создания данного материала:

1. Мокрый способ: измельчение сырья и производство происходит в воде, в результате чего получаются смешанные ингредиенты (или шихты) в виде суспензии.

2. Сухой способ. Технология производства не требует воды, а шихта представляет собой измельченный порошок, компоненты которого высушиваются перед смешиванием.

3. Комбинированный способ, базирующийся на одном из первых двух вариантов. При этом получается смесь, влажность которой достигает 20%.

Оборудование

Данный пункт представляет собой основную статью затрат при открытии бизнеса. Оборудование для производства цемента, прежде всего, включает промышленные дробилки (если в качестве сырья используется известняк), или мельницы-мешалки, или, как их еще называют, болтушки (если материал производится на основе глины). Стоимость данного оборудования может достигать 200 тысяч рублей.

Также для производства цемента потребуются трубные шаровые мельницы, в которых перемешиваются и тонко измельчаются известняк или шлам из глины с различными добавками. Данное оборудование обойдется в сумму около 3,3 миллиона рублей.

После того как состав будет откорректирован, шлам отправляется на обжиг во вращающуюся печь, где он превращается в горячий клинкер, который потом остужают с помощью промышленного холодильника. Стоимость этого оборудования составляет порядка 170 тысяч рублей.

Линия по производству цемента включает дополнительное оборудование для упаковки готового продукта в мешки и его отгрузки.

В целом же количество оборудования, так же, как и персонала, находится в прямой зависимости от планируемых объемов производства. Не последнюю роль играют и финансовые возможности бизнесмена. Расходы на закупку необходимого оборудования составят в среднем 2 миллиона рублей. Сумма немалая, однако данные вложения обязательно окупятся в ходе работы.

Производственное помещение

Для создания цеха по изготовлению цемента необходимо подобрать подходящее помещение. Его площадь должна составлять не менее 500 кв. метров, а высота потолков - не ниже четырех метров. Идеальным вариантом для организации цеха является его размещение в непосредственной близости от глиняного или известнякового карьера. В этом случае расходы на сырье будут минимальны, а все ваши затраты будут состоять из закупки оборудования, коммунальных услуг и заработной платы работникам.

Срок окупаемости и востребованность предприятия по производству цемента

Несмотря на то, что в данной сфере довольно высока конкурентная активность, прибыльный бизнес на цементе построить вполне реально и сегодня. Что касается финансовой стороны вопроса, то для старта подобного предприятия потребуется сумма не менее 30-50 тысяч долларов. Это связано с высокой стоимостью оборудования. Однако не стоит бояться довольно весомых инвестиций, так как вложенные средства окупятся уже через 6-12 месяцев активной работы. Ведь современный рынок строительства развивается быстрыми темпами, что, соответственно, приводит к потреблению большего количества строительных материалов, в том числе и цемента.

Изготовление цемента в домашних условиях

Несмотря на то, что процесс производства данного строительного материала является весьма сложным и требующим наличия специального оборудования, находятся люди, умудряющиеся изготавливать его в кустарных условиях. Однако способ домашнего производства цемента также является довольно затратным и энергоемким. Кроме того, поначалу придется испортить не один десяток килограммов сырья, пока вы не научитесь производить качественный строительный материал.

Имейте в виду, что для изготовления цемента в кустарных условиях также не обойтись без специального оборудования. Потребуется как минимум мельница и высокотемпературная печь. Предлагаем вашему вниманию один из рецептов по приготовлению цемента в домашних условиях. Этот материал отлично подойдет для цементирования плит и камней. Также он может использоваться на объектах, подвергающихся регулярным перепадам температуры и воздействию влаги.

Итак, для приготовления цемента берем одну часть смолы и растапливаем ее в устойчивой железной емкости. Одновременно в другой емкости растапливаем одну часть серы. После того как оба компонента будут расплавлены, соединяем их. В жидкую смесь необходимо добавить две части просеянного песка и три части свинцового глета. После длительного помешивания готовому материалу нужно дать отстояться. Такой домашний цемент ни в коем случае не следует использовать на влажной поверхности. Также желательно предварительно обработать ее олифой.

Перспективы цементного бизнеса – производство бетонных заборов

Если вы удачно освоили производство цемента, то в качестве расширения бизнеса можно переходить к изготовлению бетонных заборов. Эти изделия являются прочными, красивыми, разнообразными, а из блоков можно составить ограждение любой длины. Подобными заборами обносят территорию как домов и дач, так и офисов и промышленных объектов. Выглядят они гораздо презентабельнее ограждения из сетки-рабицы, а стоят дешевле заборов из кованых металлических прутов.

Основным преимуществом данного бизнеса является относительная свобода на рынке, так как сегодня немногие предприятия занимаются изготовлением таких ограждений. Основным направлением вашей деятельности может стать производство заборов на основе индивидуальных заказов. Чтобы изделие максимально соответствовало размеру, цвету и рисунку фасада дома, тротуарной плитке и общему облику участка, желательно нанять профессионального дизайнера.

Для начала подобного бизнеса необходимо закупить специальное оборудование для формовки и сами формы различных вариаций. В качестве сырья вам потребуется цемент, щебень, речной песок и добавки, способствующие повышению качества изделия. Причем обязательно имейте в виду, что чем качественнее будет сырье и оборудование, тем более презентабельные изгороди вы будете производить. Так что на данных составляющих экономить не стоит.

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

В процессе строительства редко кто обходится без использования цементного раствора. Такой материал для строительных работ может присутствовать в составе различных отделочных комплексов. Цемент является веществом, которое не добывают в природных ресурсах, – его создают путем воздействия высокой температуры на компоненты, их измельчения и добавления примесей. Сама по себе работа по изготовлению цемента не является высокотехнологичной. Если есть определенные навыки, то раствор можно изготовить даже своими руками, но для начала нужно узнать, как сделать цементный раствор и в чем будет заключаться его правильное приготовление.

Что нужно знать: состав и свойства

Цементные составы для применения в процессе строительства можно не только приобрести, но и сделать самому. Для этого потребуется смешать составляющие, такие как песок и цемент, в нужных для вашей работы соотношениях.

Следует помнить о том, что создание раствора на основе цемента – задача утомительная , а иногда ее выполнить даже невозможно по причине неопытности в равномерном распределении составляющих.

Практичным решением может стать использование бетономешалки, при этом приобретать ее необязательно – можно просто взять агрегат напрокат или позаимствовать у знакомых.

Самым востребованным цементом является тот, что может быть использован в работе с кирпичными кладками. Чаще всего с этой целью применяют растворы цементного и цементно-известкового типа. Первый вариант используется с целью возведения несущих стен. Что касается второго, то он применяется для того, чтобы проводить работы по кладке стен внутри, и в его состав вносят только малую долю цемента.

В том случае, если раствор будет использоваться в зимний период, в его состав потребуется добавить специальную противоморозную добавку, которая не даст консистенции замерзнуть. Однако, несмотря на этот компонент, специалисты утверждают, что при температурном показателе -20 градусов делать цементную массу не рекомендуется, так как составляющие теряют свои качества. Если все же в приготовлении есть необходимость, то важно получить такой раствор, который будет обладать подвижностью и эластичностью.

Опытные строители для повышения показателя пластичности рекомендуют добавлять шампунь: на кубометр массы потребуется пол-литра этого ингредиента. Многие предпочитают в качестве противоморозной добавки использовать соль, однако делать этого не стоит, так как есть риск появления высолов.

Если цементную консистенцию использовать в качестве основания для создания монолитных очагов с открытым источником огня, для топливника или сооружения печи, нужно использовать огнестойкие и жаропрочные растворы, которые включают в себя определенный состав и четкие пропорции. Так, для отделки открытого очага огня потребуется марка цемента с показателем не ниже 400. В смесь даже добавляется щебень, который включает в свой состав кирпич красного типа, в пропорции 1 к 2. Далее в состав вносят две части шамотного песка мелкого помола. Если работа будет касаться топливника, то здесь состав будет идентичным, а пропорции следующими: 1: 2: 2: 0,33.

Инструменты и материалы

Прежде чем начать замешивать цементный раствор, нужно ознакомиться с некоторыми параметрами, которые являются основополагающими в процессе создания смеси в домашних условиях. Разводить консистенцию нужно с помощью таких компонентов, которые несложно достать, чтобы позже не искать по городу тот материал, который когда-то был приобретен только потому, что он эксклюзивен. По причине отсутствия того или иного компонента можно и вовсе отказаться от раствора.

После того как все материалы будут подготовлены, нужно ознакомиться с технологией создания цементного раствора. Лучше не отдавать предпочтение сложным рецептурам, которые человек, не обладающий достаточным уровнем мастерства в строительстве, не сможет повторить.

Первое, что следует запомнить при изготовлении, – это то, что, даже если будут применяться бюджетные материалы и примитивная технология создания, цемент должен получиться надежным и крепким.

Для приготовления потребуются:

пластмассовая или металлическая тара (ведро, корыто тазик);
миксер строительного типа;
мелкое сито;
вода;
влажный песок;
сухой цемент.

Следует отметить то, что в списке присутствует сито. Оно понадобится с той целью, чтобы провести предварительное просеивание ингредиентов, в результате которого можно получить лучшее качество замеса.

Как правильно замесить: подготовка компонентов

Перед тем как заняться своими руками приготовлением цементного состава, все компоненты нужно подготовить. Подготовка – это важный этап, который станет решающим в получении качественного состава, поэтому нужно знать, что может потребоваться от специалиста на этом этапе. Прежде чем замешивать ингредиенты, нужно подготовить емкость. Ее объем должен подходить по расходным показателям для работы.

Если подготовленная тара будет меньше объема полученной консистенции, то материал, который был получен при замешивании, будет выливаться на пол или землю. Если же подобранная емкость, наоборот, больше требуемого объема, велика вероятность того, что мастер не сможет получить равномерную массу: она будет образовывать комочки, в результате чего вид получится неряшливым, да и полученная постройка будет технический опасной. Ко всему прочему подобранная тара должна устойчиво стоять на своей платформе и иметь повышенную прочность.

Перед тем как начать рабочий процесс, обязательно нужно сделать просеивание порошка, из которого будет готовиться смесь. Кроме того, следует знать еще и о том, что готовить раствор на свежем воздухе не рекомендуется: цемент стандарт может поглотить влагу из окружающей среды, вследствие чего он потеряет свои основные качества. Если есть возможность, лучше проводить замес в помещении.

Приготовление раствора

Итак, после того как все материалы и инструментарий приготовлены, можно начать делать раствор своими руками.

В емкость засыпается 1 слой цемента, затем слой песка, после чего все слои чередуются. Количество таких слоев должно быть не менее 6. Таким образом все компоненты получится развести более качественно. Песок и цемент должны быть насыпаны в виде грядки. Общая высота должна составлять не более 300 мм.
Компоненты, насыпанные в емкость, нужно перемешать несколько раз лопатами до того момента, пока не получится однородная масса. Не забывайте, что от процесса перемешивания будет зависеть качество готовой смеси и дальнейшей работы. После того как все будет правильно смешано, специалисты рекомендуют еще раз просеять состав через сито с ячейками 3х3 мм. Однородная масса должна быть абсолютной.
После смешивания сухих компонентов добавлять сразу воду или другие составляющие, например, жидкое стекло, нельзя. Добавление жидкости должно осуществляться постепенно и аккуратно. Воду нужно добавлять очень медленно, таким образом можно контролировать процесс приобретения нужной плотности консистенции. Если запас жидкости большой, именно постепенное добавление не позволит сделать массу слишком жидкой.

Не менее важным показателем для приготовления является температура жидкости: она не должна быть ни низкой, ни высокой. Старайтесь пользоваться такой водой, температура которой будет приближена к окружающей среде. Немаловажную роль играет и температура окружающей среды: разводить готовые цементные смеси нужно при температуре воздуха не ниже +5 градусов.

Что же касается консистенции цементного раствора, то здесь все будет зависеть от того, в какой сфере он будет использоваться. Например, для кладки потребуется густой материал, для заливки – жидкий.

Старайтесь не делать сразу большое количество раствора, особенно если в составе находится влажный песок. В любом случае всегда будет возможность сделать замес еще раз.

Для стяжки

Правила приготовления раствора зависят от того, с какой целью он будет использован. Например, для стяжки готовить смесь проще, чем для организации фундамента. Здесь не потребуется щебень, а пропорции остальных составляющих будут следующими: цемент марки М400 и песок в пропорции 1 к 3.

Чтобы правильно приготовить консистенцию, выполняйте действия в следующем порядке:

постелите на пол лист из металла;
высыпьте на поверхность 1/3 песка и 1/3 цемента, перемешайте до однородной массы, повторяйте это действие до того, как составляющие не закончатся;
из получившейся сухой смеси сделайте кучку, а в ней выемку;
в эту «емкость» налейте немного воды и все хорошо перемешайте.

Смесь делается по мере использования, то есть после окончания одного раствора готовят следующий.

Для фундамента

Что касается приготовления смеси для фундамента, то здесь процесс сложнее, и лучшим решением будет воспользоваться таким приспособлением, как бетономешалка.

Начинают процесс замешивания с добавления воды. Определяют нужное количество по соотношению 1: 4. Специалисты рекомендуют изначально заливать меньше воды, так как добавить ее можно в любое время. Во время приготовления цементной смеси для фундамента очень важно следить за консистенцией. Лучше, чтобы она была жидкой, но водой нужно пользоваться аккуратно. Если есть необходимость в густоте, добиться этого показателя можно уже после того, как процесс замеса будет завершен.

Для отделки

Цементная смесь используется и при отделке помещений. Необходимость в ней появляется тогда, когда требуется провести качественное оштукатуривание поверхности.

Использование компонентов, которые находятся в составе цемента, дает возможность получить требуемую консистенцию. Обратите внимание, что для этой работы раствора нужно больше. Если есть необходимость в ошкуривании маленькой площади, можно воспользоваться ручным замесом, но в любом случае бетономешалка сделает этот процесс быстрее.

Для того чтобы понять, правильная ли перед вами консистенция, нанесите ее на мастерок: она должна плавно с него соскальзывать при наклоне.

К аждая более менее серьёзная стройка ни когда не проходит без использования цемента. Этот популярный строительный материал входит в составы множества других комплексных отделочных материалов. Цемент не добывают в природе, его изготавливают путём высокотемпературного воздействия на отдельные природные составы с последующим измельчением и введением добавок.

Сама по себе технология производства цемента, не является высокотехнологичным процессом и при определённых знаниях сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент на производстве?

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для создания цемента могут применяться промышленные отходы, например, шлаки. Само создание цемента состоит из трёх последовательных шагов:

Изготовление основы. В результате завершения первого шага мы имеем шлам – продукт смеси известняка (три части) и глины (одна часть). Но точная пропорция смеси корректируется от свойств компонентов и изменяется с целью создания конечного продукта с высокими характеристиками;
Вторым шагом является высокотемпературная обработка шлама при температурах близких к 1500 градусов по Цельсию и дальнейшее измельчение полученной субстанции до порошкообразного состояния;
Третьим, заключительным шагом становиться добавления в полученную субстанцию гипса от 3 до 7%, а так же других компонентов, для придания дополнительных свойств цементу, например морозоустойчивости.

Дополнительные добавки придают индивидуальные свойства цементу, поэтому можно выделить отдельные виды цемента:

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. Указанные рекомендации облегчат перемешивание смеси и сделают ее более однородной, исключив комковатость.