Цимент

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Емблема за пояснителна страница Тази статия е за портландцимента. За други значения вижте Цимент (пояснение).

Хартиени чували с портландцимент
Изпълнение на мазилка на циментова основа

Циментът е прахообразен материал, получен от съвместното фино смилане на циментов клинкер и суров гипс. Обикновено в строителната практика под "цимент" се разбира портландцимент, поради факта, че това е най-широко използвания тип цимент. Съществуват и други видове цименти - пуцоланов, глиноземен (алуминиев), тампонажен, зъболекарски и други.

За първи път циментът е патентован от агличанина Джоузеф Аспдин, а името "портландцимент" се дължи на неговия сив цвят, който силно наподобявал цвета на скалите край британския град Портланд. Циментът спада към групата на т.нар. хидравлични свързващи вещества т.е. такива, които смесени с вода образуват пластична паста, която е способна да се свързва, втвърдява и да повишава якостта си както във въздушна, така и във водна среда.

Основните суровини за получаване на цимент са варовик (калциев карбонат) и глина. Освен тях може да се използват мергели, глинести шисти или отпадни продукти със сходен химичен състав, например доменна шлака. Суровините се смилат (най-често в топкови мелници), след което се смесват и хомогенизират. Приблизителното съотношение на изходните суровини при производството на цимент е варовик:глина = 3:1.

В зависимост от това, по какъв начин става смесването на суровините - във водна среда или в сухо състояние, се различават два метода за производство на цимент - мокър и сух. При мокрия метод смесването на суровините става в специални резервоари (шлам басейни), където варовикът, глината и съответното количество вода образуват суспензия (шлам). При сухия метод смесването и хомогенизирането на суровините става обикновено по пневматичен начин - чрез въздух под налягане. Предимство на мокрия метод за производство на цимент е възможността за по-добро хомогенизиране на суровинната смес, а недостатък - високият разход на енергия за изпичане на цимента, дължащ се на високото съдържание на вода в шлама. При сухия метод за производство основното предимство е по-ниският разход на енергия, което води до намаляване на себестойността на цимента, тъй като по-голямата част от цената му се формира от горивото, необходимо за изпичането. В България цимент по мокър способ се произвежда в завода на Италчименти - "Девня Цимент", а в останалите заводи производството е по сух метод.

И при двата метода на производство най-често изпичането на цимента става в т.нар. въртящи се пещи. Те представляват наклонени стоманени цилиндри, с дължина 40 - 220 метра, които се въртят бавно около надлъжната си ос. По-дългите пещи са характерни за мокрия метод за производство на цимент. Като гориво в пещите се използват природен газ или въглища. Разликата при двата вида гориво е, че използването на въглища оказва влияние върху химичния и минерален състав на цимента (поради отделянето на пепел при изгарянето им). Суровинната смес постъпва в пещите откъм високата им страна и под действие на въртенето и собственото си тегло започва да се движи, като преминава последователно през няколко зони на пещта.

  1. Първата зона е т.нар. зона на изсушаване, в нея става изпаряването на водата в суровинната смес.
  2. Във втората зона (зона на подгряване) става разграждането на суровините - варовикът се разгражда на калциев оксид (CaO) и въглероден диоксид (CO2), а глината на силициев диоксид (SiO2), алуминиев оксид (Al2O3) и железен оксид (Fe203).
  3. В третата зона (зона на изпичане) се формира минералният състав на цимента, който се състои основно от следните минерали - алит (3CaO.SiO2), белит (2CaO.SiO2), трикалциев алуминат (3CaO.Al2O3) и целит (4CaO.Al2O3.Fe2O3).
  4. В четвъртата зона (зона на охлаждане) формираният минерален състав на материала се запазва чрез бързо понижаване на температурата.

В резултат процеса на изпичане в пещите се получава т.нар портландциментов клинкер, който представлява гранулиран материал, с едрина от 2-3 милиметра до 2-3 сантиметра. Охладеният клинкер се смила в топкови мелници, съвместно със суров гипс (CaSO4.2H20), който служи за регулиране на срока на свързване на цимента. Количеството на суровия гипс се определя индивидуално, за всеки цимент, в зависимост от минералния му състав. Обикновено то се движи в рамките на 3-4 % от масата на цимента.

Смлян чист клинкер, без добавка на суров гипс, се свързва и втвърдява за 1-2 минути, като при това втвърденият материал е с влошени механични показатели.