НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОМПОЗИТОВ


НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ

Основопологающие концепции НИИСтромкомпозит

Сотрудничество
Наши новости
Лицензия
Дипломы и награды
Патенты
Дилерам

Приглашаем к сотрудничеству, ищем инвесторов
Завод по производству огнеупоров из нефелинового шлама мощностью 80,0 тыс. т в год.
Промышленный способ получения синтез-газа из непрерывно возобновляемых природных ресурсов для производства синтетических газообразных и жидких топлив
Термическая утилизация твердых бытовых отходов (ТБО). Варианты технологии.
Производство минеральных и органоминеральных удобрений, обогащенных микроэлементом – цинком.
Производство силикагеля из техногенных продуктов.
Производство и внедрение мини-ТЭЦ, работающих на древесных отходах.
Концепция решения глобальной проблемы «парникового эффекта».
Совместная утилизация отходов бумаг и отработанных автопокрышек в производстве теплоизоляционных материалов.
Перевод заводов силикатного кирпича на цеолитовое вяжущее

Комплексное исследование сырья и отходов всех отраслей промышленности (исключая атомную) с выдачей рекомендаций по их использованию при производстве строительных материалов
Разработка технологий получения строительных материалов и изделий на базе местного сырья и отходов промышленности с выдачей технологических регламентов
Утилизация техногенных продуктов и охрана окружающей среды
Разработка тепло энергосберегающих технологий, установок и материалов
Комплексная переработка древесины
Разработка специального и нестандартизированного оборудования различного назначения

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ СОДРУЖЕСТВО
«А Л Ь Я Н С – Ц Е М Е Н Т»

в составе:

    - Научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт «НИИСТРОМКОМПОЗИТ», г. Красноярск (разработки института внедрены на 34 (из 75) советских цементных заводах);

    - Строительно-монтажное объединение «СИБТЕХМОНТАЖ», г. Красноярск;

    - Завод тяжелого машиностроения «СИБТЯЖМАШ», г. Красноярск (поставщик оборудования на все Сибирско-Дальневосточные цементные заводы, оборудование функционирует более 40 лет без проблем)

     ПРЕДЛАГАЕТ СОТРУДНИЧЕСТВО ПРИ ВНЕДРЕНИИ

МИНИ-ЗАВОДОВ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЦЕМЕНТА,


     РАБОТАЮЩИХ НА ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТАХ; ИСПОЛЬЗУЮЩИХ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ.

«АЛЬЯНС – ЦЕМЕНТ» ПРЕДЛАГАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ УСЛУГИ:

  • строительство («под ключ») цементных заводов серии НИИСК любой мощности;
  • изготовление и комплектация технологических линий по производству цемента на мини-заводах серии НИИСК с передачей оборудования Заказчику для самостоятельного монтажа и ввода в эксплуатацию с нашим авторским надзором;
  • выполнение полного комплекта проектно-сметной и конструкторской документации на заводы серии НИИСК с передачей документации Заказчику для самостоятельного строительства при нашем авторском надзоре;
  • обучение основного производственного персонала работе на технологических линиях мини-заводов серии НИИСК;
  • сервисное обслуживание внедренных технологий НИИСК в течение трёх лет, далее по договоренности.
  • Удельные капитальные вложения в строительство мини-заводов «под ключ» в зависимости от их мощности по цементу (НДС включено):

               25 тыс.т в год     — 110 $/т     Исп. 10 мес.
               60 тыс.т в год     — 100 $/т      Исп. 12 мес.
               120 тыс.т в год     — 95 $/т      Исп. 15 мес.
               240 тыс.т в год      — 90 $/т      Исп. 18 мес.
               300 тыс.т в год      — 85 $/т      Исп. 24 мес.
               600 тыс.т в год      — 80 $/т      Исп. 24 мес.



В С Т У П Л Е Н И Е

      Последние 3 года возрос интерес к строительству собственных цементных заводов.
      Это и понятно – велик дефицит цемента, значительна его рыночная стоимость и коммерческая привлекательность.
      Только в 2007 г. НИИСтромкомпозит получил заявки от 34 потенциальных Заказчиков, с тремя даже заключили договора на поставки мини-заводов «под ключ». Однако ни один из договоров не «заработал»: Заказчики вдруг терялись, исчезали из поля зрения, и более о своих интересах не заявляли.
      В чем причина? На наш взгляд причин две.
      Первая – это значительные стартовые капитальные вложения (хотя наши заводы намного дешевле китайских, корейских и, тем более, немецких и американских, чьи заводы энергично рекламируются в России).
      Вторая – слабая осведомленность потенциальных Заказчиков в технологии портландцемента, порождающая неуверенность и сомнения.
      В настоящем документе предпринята попытка донести до каждого заинтересованного лица сущность технологии портландцемента, рассказать простым языком, используя доступные для неспециалиста понятия, помочь разобраться в сложных физико-химических процессах в твердых веществах, приводящих к получению искусственных соединений, которые при затворении водой твердеют, образуя прочный, водостойкий камень.
      Обращайтесь с любыми вопросами. Поможем всем.

      С наилучшими пожеланиями и надеждой на плодотворное сотрудничество.
     Директор НИИСтромкомпозит,
      к. т. н., с. н. с. КАЛИНИН В.И.


      e-mail: sibekol@mail.ru
      (3912) 33-17-01 – директор Калинин Валерий Иванович
      (3912) 33-16-97 – гл.инженер Полехин Анатолий Михайлович
      (3912) 33-17-00 – секретарь-референт Сивачёва Юлия Сергеевна





СОДЕРЖАНИЕ


1. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА И ПОНЯТИЯ
2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЦЕМЕНТА
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
4. ПРОИЗВОДСТВО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПО УНИВЕРСАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ НИИСК
5. ПРИМЕРЫ МИНИ-ЗАВОДОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ НИИСК (КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ)

1. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА И ПОНЯТИЯ

    Известь (жженая известь, строительная известь) – оксид кальция СаО.
    Известь гидратная (гашеная известь, известковое тесто) – гидроксид кальция Са (ОН)2.
    Известняк (арагонит, мел, мрамор, известковый туф, ракушечник) – карбонат кальция – СаСО3.
    Гипсовый камень (гипс, алебастр, глиногипс) – двуводный сульфат кальция – СаSO4 . 2Н2О.
    Портландцемент – тонкодисперсная смесь клинкера (95…97 %) и гипсового камня (3…5 %) – способная твердеть при затворении водой и обладающая гидравлическими свойствами.
    Гидравлические свойства минеральных вяжущих – способность твердеть и набирать механическую прочность во влажных условиях, в т.ч. в воде.
    Клинкер – обожженная до спекания смесь извести с алюмосиликатным веществом; по структуре – твердые растворы извести в кислых оксидах SiO2, Al2O3, Fe2O3.
    Низко-, высокоосновные (клинкерные минералы, твердые растворы) – показатель содержания СаО в соединении, низкоосновные характеризуются содержанием СаО не более 50 %.
    Алюмосиликатное вещество – минеральный продукт природного (например, глина) или искусственного (например, зола) происхождения, состоящий на 80…95 % из оксидов: SiO2, Al2O3, Fe2O3.
    Техногенные продукты – промышленные отходы минерального и органического составов.
    Потери при прокаливании – потери Н2О или СО2 при нагревании сырьевых компонентов. Вода теряется при прокаливании гидратов, диоксид углерода – при прокаливании карбонатов.
    Стехиометрия (стехиометрическое уравнение, показатель, отношение) – расчеты на уровне молекулярных масс и их соединений.
    Диффузия – движение элементов твердого тела, активированное тепловой энергией нагрева внутри кристалла и наиболее энергичное на его поверхности и на его ребрах.


2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЦЕМЕНТА

      Что такое известь – знает каждый. Да, это продукт, который получили нагревом при температуре 900…1000 0С природного карбоната кальция – обычно известняка. В результате термического распада от известняка отделился диоксид углерода СО2.

      Теоретически 1 кг чистого карбоната кальция дает 0,56 кг СаО. Однако идеально чистого известняка, состоящего на 100 % из СаСО3, в природе не существует. Вместе с СаСО3 в известняке всегда присутствует некоторое количество МgСО3 и глины.
      Наиболее качественной строительной известью считается та, которую получили из известняка, состоящего на 97 % из СаСО3 + МgСО3 (причем MgСО3 не более 7 %) и на 3 % из глинистых примесей.
      Затворение водой строительной извести ведет к быстрому образованию гидрата оксида кальция (гашеной извести) с выделением большого количества тепла:

      Продукт гидратации отличается белизной, а известковое тесто пластичностью и быстрым твердением при сушке с образованием камня, прочность при сжатии которого лежит в пределах 10…15 кг/см2, однако этот камень нестоек в воде.
      Строительная известь как строительный материал известна более 3000 лет. Используется она и в наши дни.
      Наряду с высококачественными известняками чаще встречаются такие, в которых содержание глинистых примесей значительно более 3 %. В древние времена такие известняки для получения извести не использовали, а применяли как бутовый камень.
      Однако в начале нашей эры стали обжигать известняки с содержанием глины до 15 %, при этом температуру обжига увеличили до 1000…1100 0С. Полученная таким образом известь особой белизной не отличалась, но прочность на сжатие затвердевшего камня из известкового теста составляла уже 20…25 кг/см2 и что самое важное, новый вид вяжущего проявлял слабые гидравлические свойства.
      В 19-ом веке такую известь назовут гидравлической. Гидравлическая известь успешно применяется и в настоящее время.
      Появление гидравлической извести дало толчок развитию поиска эффективного гидравлического вяжущего вещества.
      В 1796 г. Дж. Паркер опубликовал результаты своих работ по обжигу известняков, содержащих глинистое вещество до 25 %. Обжигая такие известняки (в основном мергели) при температурах необычайно высоких 1200…1250 0С, (в то время считали, что полученная при высоких температурах известь обожжена «намертво» и с водой не реагирует), он получил гидравлическое вяжущее марок 100…150. Позже это гидравлическое вяжущее получит название «роман-цемент», его производство и применение в ряде стран сохранилось до сих пор.
      Итак, до открытия портландцемента остался один шаг, и его сделал англичанин Дж. Аспдин. В 1824 г. он получил первый в мире Патент на искусственное вяжущее. Заслуга изобретателя в том, что он, во-первых, разделил исходный продукт («засоренный» известняк) на два самостоятельных компонента: известковый (известняк) и алюмосиликатный (глина); во-вторых, увеличил долю «примесей» (глины) до 33…37 %; в-третьих, с целью интенсификации процесса поднял температуру обжига сырьевой смеси до 1400…1450 0С.
      В чем природа проявления гидравлических свойств продуктов высокотемпературного обжига известково-глинистых смесей?
      Известь (СаО) энергично реагирует с водой, образуя нестойкие в воде гидраты Са(ОН)2. Снизить энергию гидратации по законам химии возможно, снизив концентрацию реагента. В нашем случае СаО смешивают с кислыми оксидами глин: SiO2, Al2O3, Fe2O3. Но простое механическое смешивание ничего не даёт, кроме неводостойкого известково-глинистого камня (самана).
      Совершенно другая картина наблюдается, если известково-глинистая смесь оказывается нагреть до температуры 1200…1250 0С (романцемент). Между СаО и кислыми оксидами начинается взаимодействие, но не химическое, а механическое. Элементарные частицы СаО начинают диффундировать в элементарные частицы SiO2, Al2O3, Fe2O3. В результате диффузии СаО образуются твердые растворы

      Концентрация СаО в твердых растворах значительно ниже, поэтому они реагируют с H2O достаточно медленно.       Механизм гидратации твердых известковых растворов отличается от гидратации чистого СаО. Гидратными продуктами являются комплексные соединения, состоящие из гидратов СаО, заключённых в каркасы водонерастворимых водных и безводных соединений SiO2, Al2O3, Fe2O3. Именно поэтому, минеральные вяжущие на основе извести (гидравлическая известь, роман-цемент) приобрели достаточную водостойкость и проявили способность твердеть во влажных условиях.
      Но гидравлическая известь и роман-цемент твердеют слишком медленно (перегнули палку в затормаживании гидратной активности СаО!) и образуют низкомарочный камень.
      Изобретение портландцемента устранило эти недостатки. Увеличение температуры обжига до 1450 0С, в значительной степени активировало диффузионные перемещения СаО. При температурах 1400…1450 0С возникли новые, более насыщенные известью (читай более активные) соединения:

Итак,
портландцемент – это известь, «разбавленная» кислыми оксидами, представляет смесь твердых растворов, продуктов искусственного диффундирования СаО в кислые оксиды, за счет теплового движения элементарных частиц.


      Содержание СаО в портландцементе лежит в пределах 63…67 %.
      Портландцемент состоит из четырех главных синтетических минералов (твердых известковых растворов):

  • 3 СаО SiO2 – трехкальциевый силикат, концентрация СаО – 73,7 %;
  • 2 СаО SiO2 – двухкальциевый силикат, концентрация СаО – 65,1 %;
  • 3 СаО Аl2О3 – трехкальциевый алюминат, концентрация СаО – 62,2 %;
  • 4 СаО Аl2О32О3– четырехкальциевый алюмоферрит, концентрация СаО – 46,1%.

      Таким образом, обобщая опубликованное выше, можно сделать вывод о том, что история создания цемента – это чреда событий, процессов, обстоятельств стихийно или целенаправленного ухудшавших качество извести – СаО за счёт инициирования взаимодействия между СаО с кислыми оксидами SiO2, Al2O3, Fe2O3 – носителями которых являлось природное вещество – глины.
      Поскольку все золы твердых топлив – это обожженная глина, то очевидно, что они могут применяться совместно с глинами или самостоятельно в технологии получения цемента.
      И последнее, любые техногенны минеральные продукты (шлаки, шламы, кеки и др.), содержащие кислые оксиды SiO2, Al2O3, Fe2O3 в суммарном исчислении большем 60% пригодном для производства портландцемента.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

(НЕОБХОДИМЫЙ МИНИМУМ ИНФОРМАЦИИ
ДЛЯ ЖЕЛАЮЩИХ ПОСТРОИТЬ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД)

     Представленная ниже информация относится к «сухому» способу производства цемента как наиболее прогрессивному и энергосберегающему. При формировании технологии предпочтение отдано техногенному сырью и нетрадиционным энергоносителям...

Полная версия документа