Производство цемента
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.Д.СЕРИКБАЕВА
Архитектурно-строительный
факультет
Кафедра: Строительные материалы, стандартизация, сертификация и профессиональное обучение
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
«Производство цемента»
Выполнил: ст.гр.13-СИз-2
Козлова Н. А.
Проверил: Ст. преподаватель
Красиков Б. Н.
г.Усть-Каменогорск
2013 год
СОДЕРЖАНИЕ
Введение |
3 | |
1 |
Виды цемента |
|
1.1 |
Романцемент |
|
1.2 |
Портландцемент |
|
1.3 |
Глинозёмистый цемент |
|
1.4 |
Смешанные цементы |
|
1.5 |
Кислотоупорный цемент |
|
2 |
Технологические операции по подготовке сырья |
|
2.1 |
Сырьевые материалы для производства цемента |
|
2.1.1 |
Карбонатные породы |
|
2.1.2 |
Глинистые породы |
|
2.1.3 |
Корректирующие добавки |
|
2.1.4 |
Активные минеральные добавки |
|
2.1.5 |
Техногенные продукты других отраслей промышленности |
|
2.2 |
Основные технологические операции получения сырья |
|
2.2.1 |
Добыча и транспортировка сырья |
|
2.2.2 |
Дробление |
|
2.2.3 |
Тонкое измельчение материалов (помол) |
|
2.2.4 |
Мельницы самоизмельчения |
|
2.2.5 |
Переработка, транспортирование и хранение порошков |
|
2.2.6 |
Тепловая обработка сырья в производстве портландцемента |
|
3 |
Технология производства портландцемента |
|
3.1 |
Вещественный состав портландцемента |
|
3.2 |
Технологическая схема производства портландцемента сухим способом |
|
3.3 |
Особые виды портландцемента |
|
Заключение |
ВВЕДЕНИЕ
Цемент – искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), которые твердеют только на воздухе.
В общем понимании этого термина цемент известен с древнейших времен. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся древними египтянами и греками при возведении монументальных сооружений, частично сохранившихся до наших дней. Позднее в качестве вяжущих использовались известковые растворы с добавкой измельченных вулканических пород (в Древнем Риме) или слабообожженного кирпича - цемянки (в Киевской Руси), придававших им способность твердеть в воде. В 1796 г. Джоном Паркером был получен цатент на гидравлически вяжущее – романцемент – измельченный продукт обжига природных мергелей. В 1824 г. Джон Аспдин в Англии и в 1825 г. Е. Г. Челиев в России независимо друг от друга создали портландцемент, получаемый обжигом до спекания искусственной смеси известняка и глины, взятых в определенных пропорциях.
Среди необходимых для любого строительства материалов цемент имеет, статус самого необходимого. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью.
Кроме того, он является основой для штукатурной гидроизоляции, монтажа полов и укладки плитки, используется для возведения стен, перегородок и перекрытий. К тому же большинство строительных материалов частично состоит из цемента – тротуарная плитка, шифер, шлакоблоки, шпаклевки, затирки.
Технология цементного производства - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента.
Технология цементного производства позволяет использовать в нём отходы добывающей, металлургической отраслей, а также побочные продукты этих производств. Некоторые отходы даже улучшают свойства цемента. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента с производством металлов, химических продуктов и энергии.
Существует много подвидов цемента. Они отличаются друг от друга
конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов
добавок.
1 ВИДЫ ЦЕМЕНТА
1.1 Романцемент
Романцемент – старинный гидравлический вяжущий материал. Романцемент получают посредством тонкого помола известковых и магнезиальных мергелей обожженных при температуре 850–900 град. С. Романцемент может содержать гипс и различные добавки. Выпускается романцемент трех марок: 2,5; 5 и 10.
Романцементом называют продукт тонкого помола обожженных не до спекания чистых и доломитизированных мергелей, содержащих не менее 25% глинистых примесей. В романцементе для регулирования его свойств можно вводить до 5% гипса различных модификаций, а также до 15% активных минеральных добавок.
Сырьем для производства романцемента служат мергели — природная смесь углекислого кальция и глин. Наиболее желательны мергели с таким соотношением между известняковой и глинистой частями, при котором в процессе обжига не до спекания получается продукт, не содержащий свободной окиси кальция. В романцементе вся окись кальция должна быть связана в силикаты, алюминаты и ферриты кальция.
Этого обычно достигают при применении мергелей со сравнительно невысоким содержанием в них углекислого кальция, характеризующихся гидравлическим модулем, равным 1,1—1,7.
Романцементы с повышенными вяжущими свойствами получают из мергелей с пониженным содержанием углекислого магния (не более 5—8%).
Кроме химического состава сырья на качество романцемента, как и гидравлической извести, в значительной мере влияют структура мергелей, характер и равномерность распределения в них различных примесей, дисперсность кварцевых и других включений и т. п.
Производство романцемента в основном заключается в добыче мергеля, его дроблении на куски требуемого размера, обжиге и последующем помоле обожженного материала.
Обжиг при малом содержании в сырье углекислого магния ведут при температуре 1000—1100° С. Магнезиальные мергели обжигают при 800—900° С. Более высокая температура может вызывать пережог MgO, и конечный продукт будет неравномерно изменяться в объеме.
При обжиге мергеля происходит
диссоциация углекислого
Обжиг ведут в основном в шахтных печах (пересыпных или с,выносными топками), а иногда и во вращающихся. Расход условного топлива на обжиг в шахтных пересыпных печах составляет 12—14%, а в печах с выносными топками — 14—16% массы получаемого продукта.
В романцементе нормального обжига обычно нет свободной окиси кальция или она содержится в незначительном количестве (до 2-3%).
Романцемент измельчают в шаровых мельницах чаще совместно с гипсом (3—5%) и гидравлическими добавками (до 10—15%), так как при этом получается более однородный продукт.
Романцемент по СНиП 1-В.2-69 следует измельчать до прохождения через сито № 02 не менее 9% материала и через сито дъ 008 —не менее 75% веса просеиваемой пробы. Однако рациональнее измельчать продукт до прохода через сито № 008 не менее 93— 95% материала. Такое измельчение способствует значительному улучшению вяжущих свойств.
Схватывание и твердение романцемента обусловлены гидратацией тех соединений, которые образовались при его обжиге. При этом возникают гидросиликаты кальция группы CSH(B) при соотношении СаО: Si02 в пределах 1,2—1,5, трехкальциевый гидроалюминат (СзАН5), двух-, или трехкальциевый гидроферрит C2FH
Гипс в романцементе взаимодействует с наиболее легко растворимыми его компонентами — алюминатами кальция — и переводит их в труднорастворимый эттрингит ЗСаО-Аl2О3-ЗСаSО4*З1H2О, замедляющий схватывание. В данном случае гипс выполняет ту же роль, что и при твердении портландцемента.
Свойства романцемента. Плотность колеблется в пределах 2,6—3 г/см3.
Объемная масса в рыхлонасыпном состоянии 800—1000 кг/м , в уплотненном — 1000—1300 кг/ж3.
Сроки схватывания зависят от содержания алюминатов кальция, тонкости помола и количества вводимого гипса. Для роман-цемента характерны сравнительно быстрое начало схватывания и замедленный конец.
По СНиП I-B.2-69 начало схватывания должно наступать не ранее 20 мин, а конец схватывания — не позднее 24 ч после затворе-ния водой.
Равномерность изменения объема при твердении романцемента зависит главным образом от наличия в нем свободной окиси кальция и пережженных частиц окиси магния.
Равномерность изменения
объема романцемента определяют, выдерживая
образцы-лепешки в парах
Прочность. По СНиП I-B.2-69 романцемент выпускают четырех марок: 25, 50, 100 и 150. Марки романцемента определяют по величине предела прочности при сжатии образцов-кубов размером 7,07X7,07X7,07 см, изготовленных из жесткого раствора состава 1 : 3 (по массе) и испытываемых через 28 суток комбинированного хряне-. ния (7 суток во влажной среде и 21 сутки в воде).
Интенсивность твердения ромаицемента в большой степени зависит от температуры и влажности окружающей среды. В начальный период (до 7 суток) наиболее благоприятны для его твердения воздушно-влажные условия. Повышение температуры окружающей среды заметно ускоряет твердение, при пониженных же температурах (5—10° С) оно резко замедляется.
Активность ромаицемента
заметно снижается при
Строительные растворы и бетоны на романцементе отличаются от полученных на гидравлической извести более высокой стойкостью при эксплуатации во влажных условиях и при попеременном увлажнении и высушивании. В сухих условиях их стойкость меньше стойкости растворов и бетонов па гидравлической извести.
Применяют романцемент для изготовления бетонов низких марок и растворов, используемых при возведении наземных и подземных частей зданий. Его используют также при штукатурных работах. Из-за невысокой механической прочности романцемент не применяют для изготовления железобетонных конструкций. Он может быть использован также в производстве стеновых камней и мелких блоков, особенно с применением обработки паром.
1.2 Портландцемент
Портландцемент — вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах; название получил от г. Портленд (Portland) в Англии. Основой портландцемента является силикат кальция, также известный как портландит.
Узнать данный вид цемента можно по внешнему виду - это зеленовато-серый порошок. Как и все цементы, если к нему добавить воду, он при высыхании принимает каменеобразное состояние и не имеет существенных отличий по своему составу и физико-химическим свойствам от обычного цемента.
Существуют следующие виды портландцемента:
- быстросохнущий;
- пластифицированный;
- гидрофобный;
- сульфатостойкий;
- дорожный;
- белый и цветной;
- с умеренной экзотермией;
- с поверхностноактивными органическими добавками.
Портландцемент предназначен для общестроительных работ.
Применяется при изготовлении плотных и ячеистых бетонов, пенобетонов, армированных бетонов, общестроительных работах, производстве тротуарных и дорожных плит.
Портландцемент - цемент сертифицирован, по результатам постоянного радиационного контроля соответствует I классу, что позволяет его применять во всех видах гражданского и промышленного строительства.
Свойства цемента
- химический состав
цемента позволяет отнести его
к морозоустойчивому и
- введение активной
гидравлической добавки (
- однородность и высокая
дисперсность зернового
- это препятствует его
разрушению при попеременном
замораживании и оттаивании, при
попадании в микротрещины
- высокая степень измельчения
позволяет получить цемент с
более высокими прочностными
показателями в ранние сроки
твердения, с большим запасом
прочности в 28-суточном
Портландцемент физико-
- удельная поверхность S = 350 м2/кг;
- объемный вес в рыхлом состоянии - 1050 кг/м3;
- сроки схватывания: начало - 3 час., конец - 4.5 час.;
- прочность при сжатии: в возрасте 2 суток - не ниже 20 Мпа; в возрасте 28 суток - не ниже 50 Мпа.
1.3 Глинозёмистый цемент
Глинозёмистый цемент - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество; продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняков. Обжиг и плавление сырьевой смеси производят в доменных электрических вращающихся печах или в вагранках. По содержанию Al2O3 в готовом продукте различают обычный глинозёмистый цемент (до 55%) и высокоглинозёмистый цемент (до 70%). температура плавления сырьевой шихты обычного глинозёмистого цемента 1450-1480 С высокоглинозёмистого цемента - 1700-1750 С.
Глинозёмистый цемент характеризуется быстрым нарастанием прочности высокой экзотермией при твердении повышенной стойкостью против коррозии в сульфатных средах и высокой огнеупорностью. По сравнению с портландцементом глинозёмистый цемент обеспечивает получение бетонов и растворов большей плотности и водонепроницаемости.
Глиноземистые цементы выпускаются без добавок или с добавкой (до 2%) различных веществ, улучшающих свойства цемента и вводимых в его состав при помоле.Получать глиноземистый цемент методом спекания можно в кольцевых, камерных, туннельных и вращающихся печах и на спекательных решетках. Ведение обжига затрудняется недостаточным интервалом между температурами спекания и плавления сырьевой смеси, что приводит к образованию колец, сваров и приваров.Способ плавления при производстве глиноземистого цемента более распространен, что объясняется сравнительно низкими температурами плавления сырьевой шихты (1380-1600°С). При этом отпадает необходимость тонкого помола шихты.Получать глиноземистый цемент методом плавления можно в печах различного типа. Наиболее широко применяют для этой цели доменные и электрические печи.При получении глиноземистого цемента плавлением в восстановительной среде в электрической печи железо восстанавливается почти полностью, а кремний частично. Восстановленные кремний и железо образуют ферросилиций с 13-15% кремния.При плавке в доменных печах железо также восстанавливается почти полностью, кремний же - в незначительной степени. Восстановленные кремний и железо переходят в чугун. При доменной плавке в качестве сырьевых материалов применяют природные бокситы, известняк и железную стружку или скрап.
Для помола полученного материала применяют обычные в цементном производстве помольные агрегаты. При помоле плавленых глиноземистых цементов необходимо предварительное двойное дробление остывшего расплава, расход электроэнергии на помол при этом примерно вдвое больше, чем при помоле цементов, полученных способом спекания.
Глиноземные цементы, полученные методом электроплавки, имеют коричневый, черный или серый цвет, полученные способом спекания - коричневый, полученные доменной плавкой - светлый, голубовато-серый цвет.Удельный вес цемента - 3-3,3, объемный вес в рыхлом состоянии - около 1 100 кг/м3, в уплотненном путем вибрации состоянии - около 1700 кг/м3. Угол естественного откоса -450-400.
Схема технологического контроля производства рассматриваемого материала зависит от выбранного способа производства. При получении цемента способом спекания она такая же, как и при получении портландцемента. При получении цемента способом доменной плавки контролируются состав сырья и шихты, поступающей в домну, состав выплавляемого шлака и чугуна, ход доменного процесса. При электроплавке контролируют качество сырья, состав шлака и ферросилиция, ведут наблюдение за работой электропечи.
При помоле глинозёмистого цемента осуществляется:
- систематический контроль работы дробильных агрегатов и гранулометрического состава шлаков, поступающих на помол;
- поступление в мельницу кусков шлака размером более 20 мм не допустимо;
- правильное шихтование различных сортов шлака;
- тщательный контроль за своевременной догрузкой и перегрузкой мельниц.
Определение сроков схватывания свежеразмолотого цемента и испытание на равномерность изменения объема не обязательны. Физико-механические испытания глиноземного цемента производят со следующими изменениями. Изготовленные для испытания образцы в формах первые 4 ч с момента изготовления хранят в воздушно-влажных условиях (например, в ванне с гидравлическим затвором) при температуре 20±3°С, после чего их вместе с формами погружают в воду и хранят в ней при той же температуре. Через 24±2 ч кубы и восьмерки извлекают из форм, часть испытывают, а остальные оставляют в воде до следующих испытаний.
1.4 Смешанные цементы
Смешанные цементы – это обобщенное название многочисленной группы цементов, главная отличительная особенность которых – наличие в составе двух веществ, обладающих гидратирующей способностью, отсюда и название. Получают смешанные цементы путем введения при помоле основного клинкера различных активных (обладающих способностью к гидратации) добавок. Процентное содержание активных наполнителей может находиться в пределах от 20 до 50 % от общей массы цемента. Это могут быть как природные вещества, например, осадочные или вулканические горные породы, или же искусственные вещества, такие, как отходы металлургической промышленности или шлаки. Во всех активных добавках содержится оксид кремния, который и придает веществу способность быстро схватываться и отвердевать при контакте с водой.
К наиболее распространенным в строительстве смешанным цементам принадлежат пуццолановые и шлаковые портландцементы, представленные марками 400 и 500. Эти цементы имеют низкую стоимость, по сравнению с обычными цементами портландами, отличаются высокой стойкостью к агрессивным средам, в том числе сульфатным, пониженной водопотребностью при изготовлении бетонов, а также выделяют мало тепла при отвердевании. Среди недостатков стоит отметить замедленный набор прочности в соответствии с маркой цемента и низкую сопротивляемость к термическим колебаниям.
1.5 Кислотоупорный цемент
Кислотоупорный цемент (его полное название - "Цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый" ГОСТ 5050- 49) представляет собой смесь измельченных кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Соотношение между песком и натрием зависит от химического состава песка. Общее содержание окиси кремния (SiО2) в готовом цементе должно быть не менее 92%.
Кислотоупорный цемент получают совместным помолом указанной выше смеси или тщательным смешением ее компонентов после их раздельного измельчения. Степень измельчения должна быть такой, чтобы остаток при просеивании измельченной массы через сито с 900 отв/см не превышал 0,5%, через сито с 4900 отв/см2 - 10% и через сито с 10 000 отв/см2 - 50%. Затворяют кислотоупорный цемент не водой, а жидким стеклом. Последнее применяют также в качестве вяжущего в мастиках для облицовочных работ, его употребляют и в цементных водонепроницаемых и керосинонепроницаемых растворах.
Жидкое стекло (ГОСТ 962-41) представляет собой водный раствор силиката натрия. По химическому составу оно несколько отличается от обычного стекла и поэтому может растворяться в воде. Получают жидкое стекло растворением в автоклавах при давлении пара 3-5 ат. растворимого силиката натрия (ГОСТ 917-41), иначе называемого силикат-глыбой. Жидкое стекло имеет вид сиропообразной массы желтого или буровато-желтого цвета. Его удельный вес 1,43-1,55. В зависимости от того, какие материалы применяются для варки силиката натрия, жидкое стекло подразделяется на содовое, содово-сульфатное и сульфатное. Содовое стекло содержит наибольшее количество кремнезема, его удельный вес 1,50-1,55.
Качество жидкого стекла характеризуется его модулем, выражающим отношение содержащейся в стекле окиси кремния к окиси натрия. Значение модуля указывается в паспорте, сопровождающем каждую партию жидкого стекла; чем это значение больше, тем выше качество стекла. Перевозят жидкое стекло в деревянных или железных бочках, хранят в крытых помещениях.
Иногда на стройку поступает не жидкое стекло, а исходный продукт - силикат-глыба - в виде кусков разного размера синевато-зеленого или желтого цвета. Чтобы получить из них жидкое стекло, куски хорошо измельчают, потом измельченный материал засыпают в горячую воду и кипятят при непрерывном перемешивании до получения однородной массы. Для затворения кислотоупорного цемента жидкое стекло растворяют в воде до удельного веса 1,345. Модуль стекла должен быть в пределах 2,6-3,0. Твердение кислотоупорного цемента происходит благодаря образованию в нем и последующей кристаллизации геля крем-нефтористой кислоты. Согласно техническим условиям, схватывание цемента должно начинаться не ранее чем через 30 мин. после затворения и заканчиваться не позднее чем через 6 часов.
Кислотоупорный цемент применяют для обмазок и для крепления плиток при облицовке аппаратуры на химических заводах, на нем также приготовляют кислотостойкие растворы и бетоны. Перевозят и хранят этот цемент в бумажных мешках. В заключение необходимо подчеркнуть следующее: при работе с жидким стеклом важно помнить, что при длительном действии на затвердевшее жидкое стекло воды и растворов щелочей оно подвергается разрушению и вымывается.
В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера. В конце ХХ века количество разновидностей цемента составляло около 30.
По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40*40*160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1 к 3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М100 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см2 (10—60 МПа). В настоящее время цемент марки М300 и менее не выпускается. Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и т.д.
Так же по прочности в настоящее время цемент делится на классы. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95% обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ СЫРЬЯ
2.1 Сырьевые материалы для
2.1.1 Карбонатные породы
Они широко распространены в природе, что способствует развитию на их основе производства цемента. Из карбонатных пород используют известняк, мел, известняк-ракушечник, мрамор, известковый туф, мергели и др. Все эти породы содержат в основном углекислый кальцит CaCO3 . Известняки состоят из кристаллов кальцита различных размеров. Мел представляет собой рыхлую, слабо сцементированную породу с землистым илом. Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества примесей, равномерности их распределения в массе сырья. Для производства цемента пригодны карбонатные породы при содержании 40-43,5 % CaО и 3,2-3,7 % MgO. Желательно, чтобы содержание Na2O и К 2О в сумме не превышало 1 %, а SO3 – 1,5-1,7 %. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкокристаллической структурой. полезны примеси тонкодисперсных глин и аморфного кремнезема при равномерном их распределении в карбонатной породе. Особым видом карбонатного сырья является мергель - переходная горная порода от известняков к глинам. Мергель представляет собой природную тонкодисперсную смесь осадочного происхождения глинисто-песчаных пород(20-50%) и углекислый кальция (50-80 %). В зависимости от содержания CaCO3 мергели подразделяются на песчаные, глинистые и известковые. Наиболее ценное сырье – известковый мергель, содержащий 75-80 % CaCO3 и 20-25 % глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси. Такой состав сырья существенно упрощает технологию производства. Мергели, в которых содержание CaCO3 соответствует составу портландцементной сырьевой смеси, называют натуральной. От качества сырья зависят температура обжига, производительность печей и свойства конечного продукта. Чем выше плотность известняков, тем труднее идет процесс обжига. Свойства сырья влияют на выбор обжигового агрегата.
2.1.2 Глинистые породы
Глинистое сырье (глины, глинистый
мергель, глинистый сланец, лесс и
др.) необходимо для производства портландцемента.
Глины имеют различный
2.1.3 Корректирующие добавки
При особо благоприятном химическом составе сырьевых материалов портландцементная смесь требуемого состава может быть приготовлена только из двух компонентов – карбонатного и глинистого. Но в большинстве слуае6в получить заданную сырьевую смесь из двух компонентов почти не удается, поэтому применяют третий и даже четвертый компоненты - корректирующие добавки, содержащие значительное количество одного из оксидов, недостающих в сырьевой смеси. В качестве железосодержащей добавки обычно используют пиритные огарки с сернокислотных заводов, реже – колошниковую пыль доменных печей. В качестве глиноземистой добавки применяют богатые глиноземом маложелезистые глины, бокситы. Кремнеземистой добавкой служат кварцевые пески, опоки, трепел. Содержание оксидов в корректирующих добавках должно быть, % : для железистых Fe2O3 – не менее 40; для кремнеземистых SiO2 - не менее 70; для глиноземистых Al2O3 - не менее 30. Наиболее широко используются железистые добавки. Бокситы также являются корректирующей добавкой при получении портландцементного клинкера. Боксит представляет собой гидроксид алюминия с примесями Fe2O3, SiO2, CaО, MgO и TiO2.
2.1.4 Активные минеральные добавки
К ним относятся природные или искусственные минеральные вещества, которые сами по себе вяжущими свойствами не обладают, но, будучи смешанными в тонкомолотом виде с известью, образуют при затворении водой тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой, а при смешивании с портландцементом повышают его водостойкость и антикоррозионные свойства. Введение активных минеральных добавок несколько снижает себестоимость цемента.
2.1.5 Техногенные продукты других отраслей промышленности
Наиболее широкое применение цементной промышленности нашли доменные и электротермофосфорные шлаки, топливные шлаки и золы, нефелиновый ( белитовый ) шлам, гипсосодержащие отходы. Использование шлаков на цементных заводах способствует решению проблемы обеспечения их сырьем на амортизационный срок. Нефелиновый (белитовый) шлам – отход комплексной переработки апатито – нефелиновых пород в глинозем, соду, поташ. Поскольку шлам прошел частичную термическую обработку, он состоит в основном из двухкальциевого силиката – минерала, входящего в состав портландцементного клинкера и способного к гидравлическому твердению. Гранулированные шлаки и нефелиновый шлам близки по составу портландцементной сырьевой шихте, поэтому могут использоваться не только как активные минеральные добавки, но и как компоненты портландцементной сырьевой смеси. Так как эти материалы уже прошли тепловую обработку, не содержат СаСО3 и включают ряд минералов, близких по составу минералам цементного клинкера, то обжиг шихт с наличием в их составе нефелинового шлама и шлака требует меньшего расхода топлива. Например, при использовании нефелинового шлама производительность вращающихся печей повышается примерно на 25 %, снижаются удельные расходы топлива на обжиг клинкера, электроэнергии и мелющих тел (приблизительно на 20 %). Но молотые шлаки и нефелиновый шлам вызывают загустение сырьевых цементных шламов. Повышенное содержание щелочей в нефелиновом шламе может снизить качество цемента.