7.1.1. Виробництво цементу і його різновиди

Будівельними в’язкими мінеральними речовинами називають порошкоподібні матеріали, що при змішуванні з водою утворюють пластичну зручнооброблювану масу, спроможну затвердівати у міцне каменеподібне тіло. Вони відомі людям декілька тисячоріч. До них належать: глина, гіпс, вапно, цемент.

До повітряних в’язких речовин, що після змішування з водою твердіють на повітрі, належать: повітряне вапно, гіпсові й магнезіальні в’язкі, кислототривкі цементи, рідке скло; до гідравлічних – портландцемент, глиноземістий цемент, шлакові цементи.

За тривкістю цементного каменю розрізняють високотривкі цементи марок 550, 600 і вище; підвищеної тривкості 500; рядові цементи марок 300 і 400; низькотривкі – марок нижче 300.

За швидкістю твердіння цементи розрізняють: особливо швидко твердіючі (1 доба), швидкотвердіючі (від 3 до 28 діб), звичайні (понад 28 діб).

За термінами тужавлення розрізняють цементи швидкотужавіючі (менше 45 хв), нормальнотужавіючі (від 45 до 90 хв) і повільнотужавіючі (більше 1,5 годин).

Для одержання портландцементу високої якості клінкер має містити 75-78% вапняку і 22-25% глини. Такою природною сировиною є вапняні мергелі, але в природі їх мало, тому цементні заводи викорис­товують штучні суміші.

Вихідний матеріал подрібнюють у щокових або валкових дробарках; крейду, глину додають у залізобетонні резервуари, із яких глиняний шлам перекачується в трубний млин. Останній являє собою сталевий циліндр діаметром 3 м і висотою до 15 м, що обертається навколо горизонтальної осі.

Розмелювання (здрібнювання клінкеру) здійснюється в трубних стрічкокамерних млинах. Готовий цемент транспортується пневматично в шлоси для охолодження, потім його розфасовують по 50 кг у багатошарові паперові мішки або завантажують у спеціально обладнані автомобілі (цементовози), у залізничні або водяні транспортні засоби. Зберігати цемент необхідно в закритих складах із щільним дахом, стінами і дерев’яною підлогою з метою захисту від впливу вологи. Важливо пам’ятати, що активність цементу знижується при збереженні: через 3 місяці – на 20%, 6 місяців – 30% і через рік на 40%.

7.1.2. Виробництво гіпсу і вапна

Гіпсові в’язкі речовини (гіпс) одержують у результаті теплової обробки і помолу сировини, що складається в основному з напівводного гіпсу або ангідриду. Сировиною для виробництва гіпсу служить природний гіпсовий камінь CaSO₄·2H₂O і природний ангідрид CaSO₄, а також відходи хімічної промисловості, що містять з’єднання кальцію.

Як і цемент, гіпс спікається в печах, потім розмелюється в млинах. Розрізняють гіпс будівельний, формувальний і високоміцний. Гіпс – це швидкосхоплююча і швидкотвердіюча в’язка речовина. Терміни тужавлення – до 15 хв (марка А), до 30 хв (марка Б) і понад 30 хв (марка У).

Будівельний гіпс застосовують для виробництва гіпсових і гіпсобетонних будівельних виробів і матеріалів для внутрішніх елементів будинків і споруджень (панелей і плит для перегородок, сухої штукатурки, для декоративних і оздоблювальних матеріалів).

Будівельним вапном називається в’язка речовина, одержувана в результаті помірного випалу (не до спікання) і наступного помолу кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід – вапняку, крейди, доломіту.

Технологічний процес виробництва будівельного вапна складається з підготовки сировини (роздрібнення, сортування), випалу, помолу або гасіння кускового вапна.

Випал вапна здійснюють в обертових шахтних печах діаметром до 4 і висотою до 20 м. Середня зона – зона випалу, куди подається паливо (газ) і де розвивається температура 1000-1200°С. У результаті випалу одержують негашене кускове вапно, що надходить на помол або гасіння. Мелене негашене вапно утворюється шляхом тонкого здрібнювання кускового вапна на млинах, куди і вводять мінеральні добавки. Найважливіші показники якості вапна: активність (що залежить від процентного вмісту відходів магнію, спроможних гаситися) і тривалість гасіння.

Гідратне (гашене вапно) являє собою тонкодисперсний порошок білого кольору, що утворюється шляхом додавання в негашене вапно води 70-100% від маси вапна. При взаємодії оксидів кальцію і магнію з водою утворюються їхні гідрооксиди, процес супроводжується виділенням великої кількості тепла.

Твердіння вапна може відбуватися тільки у повітряно-сухому середовищі в результаті випарювання води і кристалізації гідрооксидів кальцію і магнію.