Cement portlandzki – CEM I

Cement portlandzki – CEM I

W budownictwie na całym świecie, a także w Polsce, najpowszechniej stosowany jest obecnie cement portlandzki. Cement ten produkowany jest w największej ilości zróżnicowanych wytrzymałości („klas”) i zróżnicowanej szybkości procesu dojrzewania (N,W, S -normalnie, wolno, szybko). Norma odróżnia od normalnej klasy odmianę R (o wysokiej wytrzymałości wczesnej – po 2 do 7 dniach – co wynika z przyspieszonego twardnienia).

Surowce do produkcji cementu portlandzkiego.

Cementy portlandzkie otrzymuje się z naturalnych skal. takich jak: wapień, margiel. glina, kreda, ziemia okrzemkowa oraz lufy wulkaniczne, a czasem także piasek kwarcowy.

Wymienione surowce po przetworzeniu. mają postać obłych spieczonych bryłek o wielkości do 20 mm nazywanych klinkierem portlandzkim cementu. W czasie rozdrabniania klinkieru dodaje się gips, który reguluje przebieg wiązania. Rozdrobniony klinkier z gipsem nazywa się cementem portlandzkim. Klinkier cementu portlandzkiego jest także podstawą do produkcji większości innych rodzajów cementu.

Technologia produkcji cementu portlandzkiego
Proces produkcji cementu portlandzkiego obejmuje trzy zasadnicze etapy:
• przygotowanie surowca.
• wypalanie – (uzyskuje się klinkier portlandzki)
• mielenie, z dodatkiem gipsu – (uzyskuje się cement portlandzki).

tmp82d0-1Schemat produkcji cementu A – metodą mokrą: 1 – składniki twarde, 2 – łamacz. 3 – młyn kulowy. 4 – składniki miękkie. 5 – szlamownik, 6 – basen szlamowania, 7 – piec wypałowy obrotowy. 8 – pył węgłowy, 9 – dmuchawa pyłu. 10 – pojemnik klinkieru. 11 – pojemnik z gipsem. 12 – młyn kulimy. 13 – silosy z cementem; B – metodo Mokrą 1 – kruszarka gliny, 2 – kruszarka wapienia. 3 – uśrednianie gliny. 4 – uśrednianie wapienia. 5 – młyn susząco-mielący. 6 – homogenizacja. 7 – zbiornik mąki surowca, 8 – pice obrotowy. 9 – zbiornik paliwa, 10 – zbiornik klinkieru. 11 zbiornik gipsu. 12 młyn klinkieru. 13 – silosy cementu.

Zhomogenizowany szlam przechodzi do ukośnie ustawionych pieców obrotowych, gdzie następuje wypalanie w temperaturze do 1450°C. Temperaturę tę uzyskuje się przez wdmuchiwanie płomienia z pyłu węglowego, oleju lub gazu od strony niżej położonego końca pieca. Szlam przesuwając się wzdłuż pieca przechodzi przez strefy o coraz wyższej temperaturze, aż blisko końca pieca osiąga ona zadane 1450°C. W końcowym odcinku (ok. 10% długości pieca) następuje chłodzenie do 1200°C. Przy odpowiednich temperaturach zachodzą procesy chemiczne i strukturotwórcze. prowadzące do powitania pożądanych składników mineralnych klinkieru portlandzkiego. Szybkość studzenia, zwłaszcza w ostatniej części pieca. decyduje o ostatecznym stosunku ilościowym poszczególnych minerałów w cemencie. Klinkier musi leżakować tak długo, aż nastąpi w nim zakończenie wszelkiego rodzaju reakcji chemicznych, a temperatura obniży się do co najmniej 40°C.

Ostatnia czynność polega na rozdrobnieniu klinkieru z dodatkiem gipsu na cement. Dokonuje się tego w młynach kulowych (nr 12 na rysunku).

Gips jak to już powiedziano reguluje czas wiązania cementu. Ilość dodawanego gipsu jest mniej więcej proporcjonalna do ilości C,A i miałkości cementu. W miarę wzrostu ilości gipsu opóźnia się początek i wydłuża czas wiązania. Z reguły ilość gipsu wynosi około 3% masy cementu (wyjątkowo do 4%). Od lat poszukuje się metod zastąpienia gipsu innym bezsiarkowym produktem, w celu uniknięcia wymienionych niebezpieczeństw, np korozji betonu, korozji stali zbrojeniowej i wywoływania fałszywego wiązania.

•    Metoda sucha – różni się ona od metody mokrej jedynie sposobem przygotowania surowców Po wstępnym rozdrobnieniu w łamaczach 1 i 2 surowiec przechodzi do suszarni, która w nowoczesnych rozwiązaniach jest jednocześnie młynem obrotowym (młyn susząco-mielący). Tu materiał osusza się do wilgotności około 1-2% i rozdrabnia. Surowce drobne, jak np. żużle, dozowane są bezpośrednio do młyna susząco-mielącego w odpowiedniej proporcji w stosunku do pozostałych rozdrobnionych innych surowców. W tym stanie przesyła się materiał do zbiorników korekcyjnych, w których następuje skorygowanie składu i dokładne wymieszanie metodą pneumatyczną. Następnie – jak w metodzie mokrej – następuje wypał i leżakowanie. Oczywiście, w tej metodzie rozdrobniony surowiec wprowadzany jest do pieców wypałowych w stanie suchym jako proszek łub granulki.

•    Porównanie metody mokrej i suchej – metoda sucha jest nowocześniejsza i bardziej ekonomiczna. Zużywa mniej ciepła, gdyż odpada odparowywanie wody ze szlamu. Zużywa się około 3600-4000 kJ na 1 kg klinkieru wobec 5300-7200 kJ w metodzie mokrej. Wydajność pieców w metodzie suchej jest prawic 2-krotnic wyższa. Metoda sucha pozwala w sposób znacznie prostszy wykorzystać żużel wielkopiecowy i popioły lotne jako wyjściowe składniki w produkcji cementów hutniczych i pucolanowych. W metodzie mokrej wymienione surowce dodaje się dopiero przy przemiale klinkieru.

Niektóre cementownie w Polsce nadal pracują metodą mokrą, co wynika poniekąd stąd, że mamy dość pyłu węglowego jako paliwa. Wszystkie nowo wznoszone cementownie dostosowane są jednak do nowoczesnej technologii, tj. metody suchej.

Klinkier otrzymywany metodą suchą zawiera w swoim składzie chemicznym więcej alkaliów (Na2O i K2O) od klinkieru otrzymywanego metodą mokrą.

Rozróżnia się produkcję klinkieru na mokro i na sucho.
• Metoda mokra – przygotowanie surowców wymaga ich sortowania i rozdrobnienia. Sortowanie polega na odrzuceniu złych partii składników, co ustala się z reguły makroskopowo. Oczywiście zakłada się. że generalnie surowce przychodzą ze złóż, zbadanych pod względem przydatności, a ich zanieczyszczenie może pochodzić tylko z przerostów skalnych lub przypadkowych zanieczyszczeń. Rozdrobnienie prowadzi się w trzech etapach. Najpierw kruszy się bloki w łamaczach, następnie miele się w młynie kulowym i tak rozdrobniony surowiec przesyła się do szlamownika 6. Kruszeniu w łamaczach i młynach podlegają twarde surowce, np. wapień, natomiast miękkie, np. glina, rozdrabnia się w szlamowniku 5 i z kolei przelewa do basenu szlamowania 6, gdzie po zmieszaniu z dodatkową wodą powstaje zhomogenizowany szlam. Tutaj też dokonuje się korekcji składu pod względem chemicznym, stosując odpowiednie dodatki.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *