Технология производства белого цемента

Обновлено: 18.05.2024

Подготовка сырьевой смеси белого портландцемента к обжигу

Подготовка сырьевой смеси при производстве белого портландцемента имеет много общего с технологией обычного серого портландцемента и может осуществляться с учетом конкретных условий как по мокрому, так и по сухому способу.

При использовании твердых известняковых пород они подвергаются двухступенчатому дроблению. Первичное дробление осуществляется в щековой дробилке, а вторичное — в молотковых или конусных дробилках до частиц d = 20 - 30 мм. Дробленый известняк поступает на дальнейший размол в сырьевые мельницы.

Следует заметить, что на заводах, выпускающих белый портландцемент, следовало бы ввести в технологический цикл обогащение известняков, как это предусматривается на ряде зарубежных предприятий. Дело в том, что содержание окислов железа в различных фракциях дробленого известняка сильно разнится (табл.13).

Содержание окислов железа в различных фракциях дробленого известняка.

Таблица 13. Содержание окислов железа в различных фракциях дробленого известняка.

Размер отверстий сит в мм.	Остатки на ситах в %	Содержание окислов железа во фракциях известняка в %
1	2	3
30	10.07	0.10
20	12.18	0.12
10	24.57	0.13
7	10.24	0.20
5	6.33	0.34
3	7.58	0.40
1	8.84	0.65
менее 1 мм	20.18	0.60

Из приведенных данных видно, что удаление самой мелкой фракции (5 мм и менее) могло бы существенно понизить содержание Fe203 в сырьевой смеси.

На Щуровском цементном заводе была предпринята попытка внедрить обогащение известняка. По проекту Гипроцемента была смонтирована опытная обогатительная установка, состоящая из вибросита (для отделения мелкой фракции — 3 мм и менее) и гравиемойки, в которой известняк должен был отмываться от пылевидной фракции. Однако из-за конструктивных недостатков и некоторых неразрешенных организационно-технических вопросов эта установка практически не применяется, так как требует доработки.

Глины с плотной структурой направляются вначале для измельчения на вальцовые дробилки, а затем для окончательного измельчения — в глиноболтушки. Если в качестве глинистого компонента используют каолины, то их прямо направляют в глиноболтушку.

В фарфоровой промышленности применяется химическое обогащение каолинов и песков в целях снижения содержания в них окислов железа. Однако в цементной промышленности раздельное обогащение сырьевых компонентов не практикуется, и технико-экономическая целесообразность такого усложнения подготовки сырья пока еще не ясна. До сих пор при производстве белого портландцемента больше внимания уделяется обезжелезиванию сырьевой смеси в процессе обжига. Нам представляется, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, насколько целесообразно применение такого способа обогащения сырьевых материалов.

В дальнейшем дробленый известняки глиняный шлак поступают в сырьевую мельницу для размола. В бункер дробленого известняка над мельницей по системе транспортеров подается и песок.

Сырьевую смесь обычно размалывают в многокамерных шаровых мельницах. Если для этой цели используют металлические мелющие тела, то происходит присадка железа. По нашим данным, она составляет 0,15—0,20%. В связи с этим при производстве белого портландцемента следует стремиться к замене металлических мелющих тел неметаллическими.

По зарубежным данным, целесообразно использовать мельницы с каменной футеровкой и кварцевыми шарами в качестве мелющих тел. На Щуровском цементном заводе, по нашему предложению, в качестве мелющих тел для второй и третьей камер используются уралитовые цилиндры размером 20 X 30 и 30Х Х40 мм. Их изготавливают из массы, состоящей из обожженного технического глинозема (60—70%), огнеупорной глины (30%) и доломита (7—10%). Эта масса обжигается при температуре 1410— 1430С. Объемный вес уралитовых цилиндров равен 3 т/м 3 . При испытаниях они показали высокую устойчивость на истирание. При использовании уралитовых мелющих тел соответствующие камеры футеруются кварцитными плитами.

В первой камере пока используются износоустойчивые роликоподшипники (отходы); ведутся работы по изысканию прочных неметаллических мелющих тел соответствующего размера. Следует помнить, однако, о том, что при замене металлических мелющих тел неметаллическими снижается производительность мельниц, поэтому необходимо предусмотреть ввод интенсификаторов размола.

Как показали наши опыты, для интенсификации процесса размола сырья пригодна природная сода. При введении ее в количестве 0,3% веса сухого сырья производительность мельницы повышается и становится такой же, как и при размоле металлическими мелющими телами. Кроме того, ввод соды увеличивает текучесть шлама с 62 до 72 мм, что позволяет снизить его влажность.

После размола шлам направляется в шламбассейны для корректировки и хранения. Приготовленный шлам поступает в цех вращающихся печей на обжиг.Поскольку требования к качеству готового шлама при производстве белого портландцемента повышенные, окончательное корректирование его производится лабораторией по КН и силикатному модулю на основании ускоренных химических анализов на содержание основных окислов: CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂0₃ .

Белый цемент и его применение

Белый цемент благодаря своему уникальному белоснежному цвету, повышенной атмосферной стойкостью и другим характеристикам, является уникальным материалом для создания скульптур, возведения архитектурных композиций, производства цветных бетонных изделий и декорирования фасадов зданий и сооружений.

Содержание Свернуть

Технология производства

Клинкер для производства белого цемента получают из сырья с минимальным содержанием «красящих» веществ – оксидов Fe, Cr и Mn Основные компоненты клинкера: каолин, белый известняк и мрамор.

Технология производства белого связующего практически не отличается от технологии производства обычного «серого» цемента. Однако в связи с тем, что есть ряд особенностей она несколько сложение и состоит из следующих этапов:

Обогащение сырья последовательным дроблением и обработкой в грохотах по сухой либо мокрой технологии. В ходе данной операции из сырья извлекаются нежелательные случайно попавшие «красящие» примеси.
Обжиг сырья во вращающихся печах, работающих на природном газе либо мазуте (беззольных теплоносителях). Вследствие практически нулевого присутствия оксида железа жидкая фаза клинкера белого цемента образуется при более высоких температурах, чем жидкая фаза клинкера обычного вяжущего, и характеризуется повышенной вязкостью и небольшим дифференциалом температур между плавлением и твердением. Поэтому сырье для белого цемента обжигают при температуре 1620-1650 градусов Цельсия.
Отбеливание клинкера. Технический смысл операции заключается в восстановлении присутствующего в готовом клинкере оксида железа (Fe 2 O 3 ) придающего материалу зеленоватый оттенок, до (Fe 3 O 4 ), который обладает небольшой окрашивающей способностью.

Все остальные этапы: помол клинкера, лабораторные исследования и фасовка готового цемента аналогичны технологии производства обычного цемента.

Основные характеристики

Характеристики белого «вяжущего» следует рассматривать в сравнении с «вяжущим» другого вида – серый цемент общего применения.

Повышенная морозостойкость от 100 циклов замораживания-размораживания.
Высокий уровень влагостойкости, позволяющий эксплуатировать изделия из белого цемента при любых погодных условиях.
Минимальный период схватывания и набора марочной прочности. Через 15 часов после заливки, раствор на основе белого цемента набирает 65% марочной прочности, а окончательное твердение происходит в течение 72 часов.
Основная потребительская характеристика – высокий коэффициент отражения света, обуславливающий декоративный и эстетический внешний вид изделий и сооружений.
Степень светоотражения (белизны) регламентирует состав клинкера. Нормативные документы различают три сорта материала в зависимости от способности отражать лучи света: 1 сорт 80%(минимальный коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы отражения), 2-75%, 3-70%. Сортность связующего указана в его обозначении на упаковке или сопровождающих документах.

Пример обозначения белого цемента, ГОСТ 965-89: портландцемент белый 2-400-Д20. Где «2» степень белизны, «400» прочность на сжатие 400 кгс/см2, «Д20» содержание добавок не более 20%.

При этом по прочности на сжатие растворов на основе белых цементов в «возрасте» 28 суток после заливки, ГОСТ 965-89 различает две марки: 400 и 500, по содержанию добавок без добавок (Д0) и с добавками не более 20% (Д20), по степени белизны 1,2 и 3 сорт.

Где применяют белый цемент

Сегодня белое вяжущее используется практически на всех строительных площадках и производствах ЖБИ. В ряде случаев его применение оговорено в технической документации и является единственно возможным вариантом.

Уникальную декоративность и быстрое твердение, которыми обладает данный строительный материал, используют в следующих сферах:

Отделка фасадов малоэтажных зданий.
Производство конструкционных ЖБИ: тротуарная плитка, ступени лестниц, облицовочный камень и пр.
Изготовление изделий декоративного и художественного назначения: скульптуры, изделия для декорирования фасадов, вазоны для растений, балясины и перила, ограждения различного типа пр.
Производство сухих штукатурных смесей, клеевых составов и сухих цементно-известковых растворов для чистовой отделки.

Стоит отметить, что белый цемент часто применяется для отливки скульптур или декора, является единственно приемлемым вариантом не только по степени белизны, но и по возможности эксплуатации данных изделий на открытом воздухе без необходимости дополнительных защитных мероприятий.

Инструкция по применению

Используя белое вяжущее в домашних условиях следует придерживаться определенных правил и четко соблюдать инструкцию указанную на упаковке. Белый цемент – это специальный вид цементов, поэтому работа с ним требует соблюдения простых, но обязательных правил:

Инструментарий, опалубка, бетоносмеситель, формы для заливки, другими словами все, что будет соприкасаться с поверхностью готовящегося материала и заливаемой конструкцией должно быть абсолютно чистым.
Заполнители и затворитель (вода) также должны быть идеально чистыми и не содержать примесей, способных изменить цвет раствора.
Если по условиям заливки предусмотрено армирование стальными элементами, их предварительно покрывают (обмазывают) слоем бетона толщиной несколько миллиметров.
Цветной раствор из белого цемента не должен содержать более 5% красящего пигмента.
Не стоит добавлять в раствор повышенное количество песка. Это «глушит» его цветовые качества и снижает пластичность раствора.

Разводить белый цемент нужно, как и обычный цемент: 1 часть вяжущего, 3 части чистейшего песка и 0,5-07 части чистой воды.

Отечественные и зарубежные производители белого цемента

Белый цемент – это преимущественно импортный строительный материал. В Российской Федерации его производит одна компания ООО «Holcim Rus» (ранее ОАО «Щуровский цемент») – это портландцемент бездобавочный белый БПЦ 2- 400-Д0 и портландцемент бездобавочный белый БПЦ 1- 500-Д0. Для ориентирования покупателей сведем основных поставщиков белого цемента в следующую таблицу:

Компания производитель	Фасовка, кг.	Ориентировочная цена, руб.
ADANA, Турция	50	780-950
Cimsa, Турция	50	850
Aalborg White Cement, Египет	50	950
Holcim Rus, Россия	50	820

Как видно из таблицы (все цены взяты из открытых источников и могут меняться), стоимость отечественного и импортного белого цемента значительно превышает стоимость «серого» аналога. Это является самым важным недостатком белого вяжущего, который необходимо учитывать при планировании и производстве строительных и отделочных работ.

Любое строительство или ремонтные работы невозможны без использования универсального строительного материала – цемента разных видов и марок. Мы настолько привыкли к этому продукту, что даже не задумываемся над проблемой, а как делают цемент. Можно ли его можно изготовить в домашних условиях и не переплачивать?

Содержание Свернуть

Состав цемента

Цемент получается при длительном дроблении клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO₄·2H₂O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

Мокрый способ.
Сухой способ.
Комбинированный метод.

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

циклы производства цемента

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

Как делают белый цемент

Технология производства белого цемента незначительно отличается от технологии производства обычного «серого» материала. Как и обычный «серый» материал, белый цемент выпускают сухим и мокрым способом. Основное отличие технологии – обжиг исходного сырья при высокой температуре и резкое охлаждение в воде.

Клинкер белого цемента характеризуется как «маложелезистый» и содержит в своем составе: минеральные добавки, известняк, гипс, соли и другие компоненты. В качестве исходного сырья для клинкера используются карбонатная и глинистая порода (известняк, каолиновая глина, отходы обогащения, кварцевый песок).

В Российской Федерации белый цемент производится только на одном предприятии – ООО «Холсим (Рус) СМ» (до 2012 года ОАО «Щуровский цемент»). Большинство белого цемента поставляется на рынок России из-за рубежа следующими компаниями: «Холсим» (Словакия), «Cimsa иAdana» (Турция), «AalborgWhite»(Дания) и «AalborgWhite» (Египет).

Основное достоинство белого цемента его уникальная характеристика – белоснежность, а основной недостаток в разы большая стоимость по сравнению с обычным «серым» материалом.

Заключение

Теперь вы знаете, как делают цемент на заводе в общем случае. Информацию как правильно делать цемент во всех подробностях, цифрах, схемах, таблицах и других тонкостях смотрите в специальной литературе.

Белый цемент – особенности и преимущества

Современное строительство зданий значительно облегчается за счет использования новых материалов, и одним из них является белый цемент. От обычного цемента он отличается не только цветом, но и своими характеристиками.

Как получают белый цемент.

Производство этого материала происходит из клинкера, в котором практически нет железа. В качестве дополнительных элементов выступают измельченная известь, каолин, хлорноватые соли, гипсовый порошок. Материал проходит обжиг при высокой температуре и моментально охлаждается (от +1200 до +200). Благодаря этому готовый раствор получается максимально прочным. Так как обжиг происходит без использования золы и сажи на жидком или газообразном топливе, цемент сохраняет светлый цвет.

Клинкер проходит этап дробления в специальных аппаратах, и он получается самого мелкого помола.

Преимущества .

Благодаря особой технологии производства белый цемент приобретает следующие характеристики:

- высокую прочность. Вероятность появления сколов или трещин на нем меньше, чем на обычном цементе;
- красивый вид. Применяют этот материал и для создания декоративных поверхностей, лепнин, скульптур, колонн;
- быстрое затвердевание. Он приобретает прочность в 50-70% уже через 15 часов, что сокращает время строительства и ускорить отделочные работы;
- экологическую чистоту. Он безопасен для здоровья;
- устойчивость к химическим составам и влаге, солнечным лучам.

Белый цемент. Белый цемент.

Применяют этот материал в самых различных сферах. Это может быть:

- затирка для швов;
- производство декоративного камня, плиток и напольных плит;
- производство декоративной штукатурки, шпаклевки;
- изготовление архитектурных элементов – лепнин, лестниц, колонн.

Также добавляют такой цемент в краску для нанесения дорожной разметки и в смеси наливного пола. Необходимо учитывать, что в случае применения армирования металлические элементы следует углубить более чем на 3 см от поверхности. В ином случае на материале могут проступить ржавые пятна.

Марки белого цемента.

В продаже можно встретить 4 вида такого материала. Это:
- М400. Обладает небольшой прочностью, со временем дает усадку и имеет низкую устойчивость к сульфатам;
- М500. Морозоустойчивый и прочный материал с низкой вероятностью деформации;
- М600. Не имеет усадки, морозоустойчивый материал с быстрым затвердеванием;
- М700. Соответствует европейским стандартам и имеет те же преимущества, что и вышеперечисленных вариантов.

Для того чтобы готовая поверхность имела белый цвет, следует смотреть на коэффициент отражения.

Если требуется сделать дорожки в саду или абсолютно белый цемент, нужно использовать состав с самым высоким коэффициентом отражения. Также стоит использовать мелкий очищенный песок, желательно также светлого оттенка. Вода должна быть без примесей, а емкости не должны быть с пятнами ржавчины. Чтобы усилить эффект и для получения белизны можно добавить в раствор красители. Единственным минусом этого материала является его высокая стоимость. Она может превышать стоимость обычного цемента более чем в 3-4 раза.

Цемент: его состав и свойства

Сегодня существует огромное количество различных стройматериалов, которые имеют свои преимущества и недостатки. Но, пожалуй, самым популярным из них является цемент. Его используют практически на всех этапах строительства, начиная от монтажа фундамента и заканчивая внутренней отделкой стен. Объяснить его популярность достаточно просто: он обладает высокой прочностью, вяжущим эффектом, позволяет скрыть любые дефекты, с легкостью выдерживает повышенные нагрузки, не боится отрицательных температур. Можно смело сказать, что до сих пор аналогов цементу просто не существует. Именно поэтому он еще долгое время будет оставаться №1 среди всех видов стройматериалов.

Что такое цемент?

Цемент – это стройматериал, который выступает в качестве вяжущего элемента в различных растворах. В целом он представляет собой серый порошок. В отдельно взятых случаях он может иметь изумрудный оттенок. Итоговый цвет цементного порошка зависит от добавок, которые в нём содержатся.

Чтобы получить бетонную смесь, необходимо смешать цемент, воду, песок. При необходимости могут добавляться и другие компоненты. Их выбор зависит от целей и задач, которые необходимо решить. После добавления воды все компоненты образуют пластичную массу, которая со временем начинает затвердевать и трансформироваться в высокопрочный искусственный камень.

История появления цемента

Первое упоминание о цементе появилось примерно 2200 лет назад. В те времена цемент готовили из извести, пемзы, туфа и вулканического пепла. Полученный состав использовали в качестве скрепляющего вещества при строительстве каменных зданий. Также из цемента изготавливали цельнолитые конструкции. Но они были недостаточно прочными, из-за чего их надёжность оставляла желать лучшего.

С каждым столетием качество цемента повышалось, и в 1824 г. Джозеф Аспдин разработал аналог современного портландцемента. Он отличался прекрасным вяжущим эффектом, благодаря чему его можно было использовать для приготовления бетона. Затвердевший материал отличался повышенной прочностью и износостойкостью.

Однако, несмотря на то, что он прекрасно выдерживал сжатие, растяжения бетона приводили к его разрушению. Инженеры обратили внимание на тот факт, что металлические балки, наоборот, не боятся растяжений, но плохо работают на сжатие. В итоге практически одновременно несколько специалистов пришли к выводу, что необходимо объединить эти две особенности.

В начале 1850-ых годов французский инженер Жан-Луи Ламбо построил небольшие лодки. В качестве исходного материала он использовал бетон, который армировал железной сеткой. Спустя несколько лет Уильям Уилкинсон стал первым, кто решил армировать металлическими балками бетонные панели. Полученные ЖБ-конструкции использовали при строительстве 2-этажного дома.

В 1854-м г. инженер-строитель Франсуа Куанье также проводил эксперименты с железобетоном. Он первым решил связать стальную арматуру перекрытий с боковыми панелями. Однако в массовом производстве железобетон начал использовать человек, который вообще не имел отношения к строительству, – это Джозеф Монье. В 1846-ом г. его назначили садовником в саду неподалёку от Лувра. Для пересадки апельсиновых деревьев на зиму в теплицу ему нужны были прочные и надежные кадки. Монье решил сделать их из бетона, но у него ничего не получалось. Полученные кадки все время трескались, даже не застыв. В итоге он решил укрепить их металлическими стержнями.

Тогда цемент не отличался прочностью и разрушался при малейших перепадах температур. Но на удивление Монье, его изобретение за 3 года интенсивной эксплуатации так и не вышло из строя – ни одна кадка не растрескалась. После этого садовник начал изготавливать из бетона и другие элементы ландшафтного дизайна.

Через несколько лет на парижской выставке он получил патент за использование армированного бетона в искусственных водоёмах. После этого последовало еще несколько патентов, в том числе за открытие ЖБ- балок, шпал, мостовых конструкций и других изделий. Через несколько лет вчерашний садовник стал самым узнаваемым человеком во Франции. Под его руководством был построен мост в замке Шазелье и еще много других конструкций.

Спустя некоторое время Монье продал все патенты инженеру-строителю Густаву Вайсу. Он, в свою очередь, сместил арматуру в сторону, что позволило повысить прочность и износостойкость железобетонных панелей. Можно смело сказать, что изобретение армированного бетона стало одним из важнейших событий в истории строительства.

Особенности производства, свойства и области применения белого цемента

По своему вещественному составу белый цемент не содержит каких-либо минеральных добавок, он состоит только из клинкера и гипса. Белый цемент имеет марку прочности 500 (его прочность при сжатии в возрасте 28 суток достаточно высока и составляет 55-60 МПа), а по степени белизны он относится к первому сорту (его коэффициент отражения света составляет 83-85%). Благодаря высокой белизне и возможности окрашивания бетона цветными пигментами белый цемент предоставляет безграничные возможности для яркой и долговечной отделки улиц, фасадов и помещений.

Отличительной особенностью белого цемента является его высокая теплота гидратации (тепловыделение) на начальных этапах твердения, поэтому он обладает быстрой кинетикой набора прочности. Это позволяет сократить продолжительность производственного цикла при производстве изделий заводского изготовления, а также оптимизировать расход цемента на 1 куб. м бетонной или растворной смеси.

Важными характеристиками белого цемента, к которым потребители предъявляют требования, являются водопотребность, время потери подвижности, сроки схватывания. Преимуществом белого цемента LafargeHolcim является повышенная эффективность его работы в сочетании с суперпластификаторами, которые входят в состав практически любой бетонной или растворной смеси. Пластифицирующие добавки позволяют снизить водоцементное отношение и получить бетоны и строительные растворы с плотной структурой, обладающие низкой проницаемостью. Кроме того, бетонные смеси и строительные растворы на белом цементе обладают лучшей подвижностью, чем бетонные смеси и растворы на общестроительном сером цементе.

Области применения и конечные продукты на основе белого цемента

Области применения белого цемента аналогичны общестроительному серому цементу – это:

готовые бетонные смеси и растворы
сборные железобетонные элементы
мелкоштучные бетонные изделия
строительные смеси

Однако применение белого цемента позволяет получить широкий спектр форм, цветов и фактур, создавая яркий визуальный эффект, и обеспечив при этом заданную прочность, водонепроницаемость, морозостойкость, атмосферную и коррозионную стойкость конечных продуктов на его основе.

Для изготовления и укладки декоративной бетонной смеси на основе белого цемента необходимо строго контролировать стабильность качества и точность дозирования всех сырьевых компонентов, поддерживать чистоту технологического оборудования и автотранспорта для доставки свежеприготовленной бетонной смеси на объект строительства. Особого контроля требует подготовка опалубки, технология укладки готовой бетонной смеси и уход за твердеющим бетоном. Несмотря на то, что применение товарного бетона на основе белого цемента требует дополнительных затрат, он незаменим для достижения яркой архитектурной выразительности, что неоднократно подтверждено европейской и российской строительной практикой.

В отличие от товарного архитектурного бетона на основе белого цемента, элементы заводского изготовления все чаще пополняют продуктовый портфель заводов сборного железобетона. Белый цемент обеспечивает прекрасные реологические свойства свежеприготовленной бетонной смеси, что позволяет использовать фактурную оснастку для выразительного дизайна фасадных элементов. При этом быстрый набор прочности белого цемента способствует уменьшению времени выдерживания отформованных элементов для достижения заданной отпускной прочности и сокращению времени производственного цикла.

Мелкоштучные бетонные изделия заводского изготовления на основе белого цемента представлены в широком ассортименте – это плиты «терраццо» и искусственный камень для устройства полов, отделки фасадов и помещений, тротуарная плитка и стеновые блоки. При производстве мелкоштучных бетонных изделий применяется различное технологическое оборудование. Изготовление плит «терраццо» предусматривает вибровакуумирование с последующей шлифовкой и полировкой поверхности изделий, что в сочетании с окраской цементной матрицы в яркие цвета и возможностью подбора фракционного состава декоративных заполнителей позволяет имитировать натуральный гранит различной цветовой гаммы.

Отличительной особенностью искусственного камня является тонкая имитация цвета и фактуры различных горных пород, что достигается при помощи укладки литой мелкозерныстой бетонной смеси в текстурированные пластиковые формы. При производстве облицовочного кирпича и блока по технологии полусухого вибропрессования используют прием раскалывания изделий, что позволяет создать рельефную «рваную» поверхность. Основным преимуществом применения белого цемента для производства мелкоштучных бетонных изделий является его высокая прочность, что является надежной гарантией долговечности конечных продуктов. При этом высокий коэффициент отражения света белого цемента делает его идеальной основой для получения яркой и стабильной окраски изделий.

Производство сухих строительных смесей является одним из самых больших сегментов потребления белого цемента. Он широко применяется в производстве декоративных штукатурок для наружных и внутренних работ, шпатлевок для финишного выравнивания стен и потолков помещений с повышенной влажностью, плиточных клеев для укладки полупрозрачной плитки, белого мрамора, мозаики, а также затирок для швов и наливных полов.

Сухие смеси на основе белого цемента очень технологичны, легко наносятся и выравниваются, создавая при этом тонкие текстуры. Пластичность, связность и однородность смесей на основе белого цемента, позволяет выполнять отделочные работы любой сложности как внутри, так и снаружи помещений. А высокая прочность и стойкость затвердевшего раствора к попеременному замораживанию и оттаиванию гарантирует его долговечность даже в условиях интенсивных атмосферных воздействий.

Технологические особенности производства белого цемента

Для производства белого цемента используют наиболее чистые разновидности карбонатного и глинистого сырья с минимальным количеством окрашивающих примесей. Известняк (СаСО3) должен содержать не более 0,15% оксида железа (Fe2O3) и до 0,03% оксида марганца (MnO). Глинистым компонентом служит белая глина (каолин). Для повышения силикатного модуля применяют белый кварцевый песок. Содержание Fe2O3 в глинистом и кремнеземистом компонентах суммарно не должно превышать 1%, а оксида титана (TiO2) – 0,8%.

На заводе LafargeHolcim в Коломне производство белого цемента осуществляется по мокрому способу, который предусматривает обжиг сырьевого шлама с влажностью около 40%. Сырьевые компоненты – известняк, каолин и кварцевый песок тонко измельчают в сырьевой мельнице с добавлением воды, на выходе из которой получают сырьевой шлам. В процессе приготовления сырьевого шлама необходимо полностью исключить его загрязнение присадками металлического железа, которые могут увеличить содержание Fe2О3 в шламе и отрицательно повлиять на коэффициент отражения света (белизну) цемента. По этой причине для внутренней оснастки сырьевых мельниц используют бронефутеровку и мелющие тела, изготовленные из износостойкой высоколегированной стали.

Сырьевой шлам заданного химического состава подают на обжиг во вращающуюся печь диаметром 3,6 м и длинной 127 м, на выходе из которой получают белый клинкер. В качестве топлива для обжига белого клинкера используют природный газ, который, в отличие от угля или жидкого топлива, не содержит загрязняющих примесей. Образование клинкерных минералов в тугоплавкой сырьевой смеси, содержащей минимальное количество Fe2О3, происходит при температуре около 1700°С, тогда как для обычного серого клинкера она составляет 1450°С. Поэтому для снижения температуры обжига белого клинкера в сырьевую смесь вводят минерализаторы – плавиковый шпат или кремнефтористый натрий. Это позволяет снизить расход газа на обжиг белого клинкера.

С целью повышения белизны клинкер обжигают в бескислородной газовой среде для восстановления Fe2O3, что понижает красящую способность соединений железа и способствует повышению коэффициента отражения света (белизны) клинкера. На выходе из вращающейся печи клинкер резко охлаждают водой до 300°С. За счет этого образуется мелкокристаллическая структура клинкерных минералов, обладающих более высоким коэффициентом отражения света и большей гидравлической активностью, т.е. способностью взаимодействовать с водой и набирать высокую прочность при твердении.

Измельчение белого клинкера осуществляют в шаровой мельнице с добавкой белого гипса, который служит регулятором сроков схватывания цементного теста. Цементная мельница работает в замкнутом цикле с сепаратором, который отделяет тонкомолотые частицы цемента, а грубую фракцию возвращает в обратно в мельницу на домол. Для уменьшения агрегации (слипания) частиц белого цемента и достижения высокой тонкости помола в мельницу вводят интенсификатор помола – поверхностно-активное вещество на основе триэтаноламина в количестве до 0,05%. Удельная поверхность белого цемента находится в пределах 4500-5000 см2/г, что значительно превышает тонкость помола рядового серого цемента, которая составляет около 3500 см2/г. Применение мельницы с сепаратором позволяет производить белый цемент с полидисперсным гранулометрическим составом, что обеспечивает наиболее полное протекание процессов гидратации цемента и быструю кинетику набора прочности цементного камня.

Контроль показателей качества при производстве белого цемента осуществляется на всех технологических переделах – от разработки карьера и контроля химического состава сырьевых компонентов до замола цемента в силос и его отгрузки конечному потребителю. Каждая произведенная партия белого цемента проходит обязательные приемо-сдаточные испытания в заводской лаборатории с выдачей документа о качестве. При этом соответствие показателей белого цемента требованиям ГОСТ 965-89 к цементу марки ПЦБ 1-500-Д0 ежегодно подтверждается в независимой аккредитованной лаборатории с выдачей обязательного сертификата соответствия.

Все про белый цемент: особенности и технология применения, кто производит

До 70% белого цемента в России используется для производства сухих строительных смесей. Доля белого цемента на российском рынке цемента составляет около 1%, тогда как в странах Запада она достигает 10–15%.

По многим показателям белый цемент превосходит общестроительный серый. В частности, он отличается более быстрой кинетикой набора прочности, высоким коэффициентом отражения света и хорошей атмосферостойкостью. Кроме того, он характеризуется превосходными эстетическими свойствами.

Популярности этого материала способствуют не только его строительно-технические характеристики, но и, как следствие, широкие возможности применения. Белый цемент используется для производства товарного архитектурного бетона, сборных железобетонных конструкций, сухих строительных смесей, а также мелкоштучных бетонных изделий.

Особенности применения белого цемента

Оптимальный гранулометрический состав и высокий коэффициент отражения света делают белый цемент идеальной основой для изготовления высококачественных бетонных поверхностей. Они более прочные, чем аналогичные конструкции из серого цемента, и очень долго противостоят агрессивным воздействиям окружающей среды. Характерной особенностью продуктов на основе белого цемента является то, что они не требуют последующей обработки, например, окраски или оштукатуривания.

Значительным преимуществом поверхностей из белого бетона является то, что их легко поддерживать в первозданном виде, так как они не меняют цвет, не растрескиваются, а кроме того, при соблюдении технологии производства и общих строительных норм на них не бывает так называемых «высолов». Ухаживать за этими поверхностями очень просто – при загрязнении они легко моются водой.

Применение белого и цветных цементов позволяет расширить возможности архитектурно-декоративного оформления улиц и фасадов зданий. Поверхность любой конструкции, изготовленной на основе белого цемента, не темнеет под дождем: если серый цемент теряет до 70% своей светоотражающей способности, то белый – не более 5%. Это свойство позволяет использовать белый цемент для изготовления бордюрного камня и разделительных полос на автомагистралях, что способствует повышению безопасности дорожного движения.

При использовании красящих пигментов из белого можно получить желтый, розовый, красный, коричневый, зеленый, голубой и даже черный цемент. Для этих целей применяют пигменты различного происхождения – минеральные, синтетические или органические. Цветные цементы в свою очередь служат прекрасной основой для получения цветных бетонов и декоративных сухих строительных смесей.

На российском рынке строительных материалов белый цемент применяется в производстве широкого спектра сухих строительных смесей и мелкоштучных бетонных изделий. Всё чаще его используют для производства сборных железобетонных конструкций и крупногабаритных изделий малых архитектурных форм, однако европейский опыт производства товарного архитектурного бетона российские производители пока не применяют на практике.

Потенциальный спрос на белый цемент

– Белый цемент не является конечным продуктом, готовым к применению в чистом виде. Это сырьевой компонент, используемый для производства различных видов строительных материалов, – отмечает глава исследований и развития ЗАО «Холсим Рус Лтд» Светлана Савкина. – Основными потребителями белого цемента на российском рынке являются производители сухих строительных смесей: финишных шпаклевок и штукатурок для внутренних и наружных работ, цветных кладочных растворов, самовыравнивающихся растворов для пола и строительной химии (плиточных клеев и затирок для швов). Также этот материал широко используется производителя ми мелкоштучных бетонных изделий: искусственного камня, облицовочного кирпича, напольных плит «терраццо», брусчатки и бордюрного камня, а также элементов ландшафтного дизайна.

– Пока белый цемент не слишком востребован российскими архитекторами, дизайнерами и строителями, – уверен генеральный директор ООО «Олборг Уайт» Андрей Андреев. – Доля этого материала на российском рынке цемента составляет около 1%, тогда как в странах Запада она достигает 10–15%.

– Потенциал рынка огромен, – уверен Андрей Андреев. – Только в этом году можно ожидать как минимум 20-процентный рост всего рынка цементов. Кроме того, будет увеличиваться и сегмент белого цемента в общем объеме рынка. Например, за счет роста применения тротуарной плитки – постепенно производители этой продукции начнут переходить с серого на белый цемент, добиваясь тем самым повышения прочности и эстетических качеств. В результате доля белого цемента будет составлять 10–15% всего цементного рынка, как в европейских странах.

Цена вопроса

– Сейчас в нашей стране только формируется культура потребления белого цемента, – говорит Андрей Андреев. – Помимо этого, определенное влияние оказывает и ценовой вопрос – белый цемент стоит на 25% дороже серого. Используются более чистый известняк и мелкий песок, не содержащий примесей железа. Температура обжига почти в 2 раза выше, чем при производстве для серого. Таким образом, более высокая себестоимость обусловливает более высокую отпускную цену.

В то же время использование белого цемента позволяет снизить долгосрочные затраты на поддержание строительных объектов, способствует повышению качества отделки фасадов зданий и внутренних помещений, а также улучшению строительного дизайна. По мнению производителей, это надежный и экономически эффективный материал для создания строительных элементов и конструкций со сложным дизайном.

– Практика использования декоративного товарного бетона для строительных работ применяется нечасто. К высокой себестоимости готовых изделий добавляются достаточно большие издержки, связанные со снабжением строительных площадок. Это тщательный контроль чистоты транспортных средств и строительного оборудования, – добавляет Светлана Савкина. – С технической точки зрения достижение однородности структуры декоративного бетона является нелегкой задачей вследствие неоднородности цвета и состава заполнителей и повышенного риска возникновения усадочных деформаций в крупногабаритных изделиях.

Однако производство декоративных железобетонных элементов имеет большой технический и дизайнерский потенциал, т. к. технологический процесс их изготовления позволяет контролировать условия твердения, что значительно уменьшает риск появления трещин и образования высолов на поверхности готовых изделий.

Очевидно, что при существующем разнообразии технологических процессов и видов конечных продуктов для различных областей применения белого цемента решающую роль будут играть различные его характеристики. Так, для производителей штукатурных смесей и строительных растворов важны реологические характеристики смеси: ее удобоукладываемость, водоудерживающая способность, живучесть. Для производителей затирок основной показатель качества – адгезионная прочность смеси. Эти характеристики напрямую зависят от тонкости помола цемента, его гранулометрического состава, содержания в клинкере активных фаз (трехкальциевого силиката и алюминатов), а также от наличия в смеси функциональных добавок. При изготовлении бетонных изделий и элементов важно учитывать теплоту гидратации цемента и кинетику набора прочности. Для товарного бетона важными характеристиками цемента являются сроки схватывания и водоотделение.

Технология применения

При производстве работ с белым цементом специалисты рекомендуют соблюдать следующие принципы.

Бетономешалки, транспортные средства, а также инструмент, непосредственно соприкасающийся со свежей бетонной смесью, должны быть совершенно чистыми, без ржавчины, осадков, жиров и т. п.
Опалубка или формы должны быть также чистыми. Очистка производится продувкой и удалением пыли. Можно использовать только такие средства для смазки опалубки и форм, которые не вызывают окрашивания бетона.
Заполнители для белого бетона, в частности мелкие фракции размером 0–2 мм, должны иметь белый цвет. В них не должно быть пылевидных примесей, глинистых и илистых частиц. В кварцевом песке исключается содержание пиритов. Рекомендуется фракция не более 8–15 мм.
Дозирование белого цемента, соответствующего классу прочности CEM I 52,5 – не менее 350 кг на 1 куб. метр бетона.
Для ухода за белым бетоном после распалубки в начальных фазах его созревания следует использовать чистую воду.
Стальная арматура должна быть покрыта слоем бетона толщиной не менее 3 см. Все выступающие части арматуры должны быть изолированы для предупреждения коррозии.
Для белых бетонов необходимо использовать пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, а где необходимо – замедлители, но при условии, что они не вызывают окраску бетонной смеси. Среди отбеливающих добавок можно использовать диоксид титана (TiO2) до 3% от массы цемента. Использовать цинковые белила (ZnO2) не рекомендуется.

Славяна Румянцева,
Промышленно-строительное обозрение, №111, август 2008

Читайте также: