Цементная промышленность

Калькулятор клинкерной плитки для облицовки цоколя — помощь в планировании

Когда дом закончен, пришло время для озеленения, чтобы сделать окрестности упорядоченным видом. Тротуар является составной частью этой среды. Асфальтировать можно как территорию частных домов, так и промышленных площадок. Лучший выбор для булыжника – клинкерный булыжник – он прочен и веками использовался не только как строительный материал, но и как элемент отделки. Прочность клинкера достигается длительным обжигом при высокой температуре. С точки зрения цветового выражения его нельзя сравнить с чернотой асфальта и бледными цветами бетонного булыжника. В то же время ни асфальт, ни бетонный булыжник не так долговечны, как клинкерный булыжник.

Клинкерный булыжник также является органическим продуктом, содержащим природные элементы. Основные положительные качества клинкерного булыжника Удобный размер для укладки булыжника, высокая механическая стойкость к истиранию, очень хорошая механическая стойкость, а также его очень трудно сломать или повредить. Высокая морозостойкость, высокая химическая стойкость, природный и органический материал (глина). Долговечен и не стареет. Его можно использовать повторно (клинкер очень прочный материал и прослужит десятилетия). Клинкерный булыжник представляет собой как строительный, так и декоративный элемент, доступный в широкой цветовой гамме. Существует множество способов укладки клинкера. Комбинируя различные методы укладки с широким спектром клинкерного булыжника, мы получаем различные варианты дизайна для украшения нашего окружения. Если булыжник предназначен для движения автотранспорта, то необходимо учитывать толщину булыжника, ширину швов и тип укладки.

Проведенные исследования показывают, что клинкерный булыжник в вертикальном и горизонтальном направлениях очень минимален даже при очень высоких механических нагрузках. Этот материал имеет свою историю, так как клинкер используется уже более века, а его классическая ценность сохранится еще на одно столетие. Люди всегда стремятся к красивому, надежному и долговечному. Клинкерный булыжник обладает всеми этими качествами. Однажды заложенный, он будет очаровывать многие поколения. Окружение будет меняться, деревья будут расти, то одно, то другое устареет, будет заменено и надстроено сверху – однако покрытие из клинкерного булыжника останется почти таким, каким оно выглядело в день, когда его уложили.

Новинка на нашем рынке – особо тонкий тротуарный булыжник – толщиной всего 18 мм. Например, классическое покрытие из клинкерного булыжника укладывается на подготовленную минеральную поверхность из гравия и песка, а этот булыжник укладывается поверх бетонного основания. Тротуарный булыжник – это название, данное для описания этого клинкерного продукта. По своей сути глиняный клинкер очень устойчив, химически инертен и не дает пятен, а также является 100% натуральным, не вызывающим аллергии керамическим продуктом. Таким образом, тротуарный булыжник можно использовать везде, где есть забетонированная или другая твердая минеральная поверхность. Брусчатка наклеивается поверх твердой, твердой и загрунтованной минеральной поверхности. Для этого используются высокоэластичные и морозостойкие керамические клеи. Будь то тротуар, парковка, плинтус дома, лестница, терраса, гараж или новая или ремонтируемая поверхность. Брусчатка – это инновационная, экструдированная керамика с порами, капиллярными полостями, через которые удаляется влага, поэтому при склеивании она не отделяется от поверхности, а сам элемент булыжника не расслаивается. Брусчатка морозостойкая, отчетливо нескользкая, износостойкая, цвет не должен меняться. Материал выдерживает нагрузки автомобильного транспорта и имеет фантастический внешний вид, если основа достаточно прочная. По своей сути материал представляет собой небольшую, толстую, морозостойкую плитку размером 240 х 115 х 18 мм. Тротуарная плитка доступна в 8 различных цветах.

Подготовка места для укладки булыжника

Это очень важный процесс, чтобы клинкерный булыжник мог оставаться красивым на протяжении десятилетий или даже столетий. В первую очередь снимается слой грунта. После снятия слоя почвы поверхность выравнивают и утрамбовывают. В качестве основного минерального слоя укладывают щебень и крупный гравий. Затем его выравнивают и трамбуют вибрационным инструментом. Затем несущий слой мин. толщиной 10 см изготавливается из минеральной массы фракции от 0 до 45 мм. Несущий слой является очень важным элементом долговечности и качества клинкерного булыжника – этот слой выполняет функции приема, распределения и отвода воды. В первую очередь заливается и выравнивается первая часть слоя. Затем для получения направляющего правильного уклона поверхности булыжника (1.5 – 2 %) натягивается струна для контроля сборки покрытия. Затем заливается несущий слой, выравнивается и выравнивается в необходимом уклоне. После подготовки несущей поверхности выполняется укладка булыжника с формированием бокового бортика. Боковые границы участка разграничены отклонением элементов клинкерного булыжника как при монтаже, так и при эксплуатации. Шляпка из булыжника образует разделяющую границу, собирается поверх бетонной смеси и также фиксируется снаружи. Чтобы в процессе укладки не приходилось так часто резать клинкерные элементы, необходимо предварительно определить оптимальное расстояние от границы покрытия до стены дома или другой границы. Для этого можно уложить один ряд элементов булыжника (шов 3 – 5 мм) и таким образом уточнить расстояние опорного бордюра. То же самое делается в поперечном направлении. Для определения высоты, на которой должны стыковаться элементы булыжника и бордюр, необходимо рассчитать в конечном защитном уровне 3 см над несущим минеральным слоем и толщину выбранного булыжника. Таким образом определяется высота границы. Окончательный защитный слой, песок фракцией 0 – 5 мм, насыпают поверх утрамбованного несущего слоя, площадь которого со всех сторон обведена бордюрами. Толщина защитного слоя – около 3 см. Песок необходимо аккуратно укладывать и выравнивать с помощью направляющих с уклоном дренажа в пределах 1.5 – 2 %, например, от стены дома в сторону. защитный слой достаточен для того, чтобы уложенный клинкерный булыжник всегда был немного выше бордюра, что обеспечивало беспрепятственный сток воды с поверхности покрытия. Когда окончательный защитный слой песка выровнен с помощью направляющих в пределах 1.5 – 2%, его необходимо утрамбовать виброинструментом. Клинкерная поверхность укладывается путем взятия отдельных элементов из разных палитр и их смешивания, что обеспечивает более равномерный переход цветов.

Укладка булыжника

Это делается на твердой опорной поверхности – боковом бордюре, стене дома, лестнице и т.д. В первую очередь необходимо уложить ряд рядов клинкерной брусчатки или фрагмент от выбранного орнамента. Таким образом получается шаблон, на основе которого можно провести направляющие линии и распланировать всю поверхность клинкерного булыжника. Направляющие нити должны позволять создавать прямые линии шва. Ширина швов булыжника колеблется в пределах 3 – 5 мм. Для предотвращения скольжения элементов булыжника при монтаже рекомендуется сразу после укладки засыпать швы мелким песком фракцией 0 – 2 мм. Укладка булыжника производится с помощью резинового молотка. Элементы из клинкерного булыжника можно резать алмазными дисками. При укладке клинкерного булыжника всю площадь выравнивают, трамбуют виброинструментом, снабженным резиновым листом. После выравнивания булыжника швы еще раз засыпают песком (фракция 0 – 2 мм). Затем используется водяная струя и щетка. Наконец, покрытие из клинкерного булыжника моется.

Решения для цементной промышленности

Производство цемента увеличилось более чем в 1950 раз с 1990 г. и почти в XNUMX раза с XNUMX г.¹ Цементные заводы расширяются и нуждаются в высокоэффективных процессах больше, чем когда-либо.

Sika — известная во всем мире компания, поставляющая качественные цементные добавки для цементной промышленности. Однако наши возможности выходят далеко за рамки только добавок к цементу для оптимизации свойств цемента и процесса помола цемента.

• Тенденции и вызовы в цементной промышленности
• Решения для цементных заводов
• Некоторые рекомендации Sika по всему миру

• Решение проблем устойчивого развития бетона
• Свяжитесь с нами
• Библиотека документов

¹Источник: Global Cement Review

Тенденции и вызовы в цементной промышленности

Глобализация и всемирное присутствие

Sika — мировой лидер в области строительной химии с несколькими производственными площадками и присутствием более чем в 100 странах.​

устойчивость

Sika стремится к устойчивому развитию, целью которого является создание непреходящей ценности для людей и окружающей среды. Являясь мировым лидером в производстве добавок к бетону и цементу, Sika является правильным партнером в разработке продуктов, отвечающих требованиям устойчивого развития.

Соотношение затрат и производительности

Добавки к цементу от Sika позволяют значительно повысить производительность цементной мельницы, что снижает затраты на энергию и производство.

Эффективность

Благодаря продуктам Sika, таким как добавки SikaGrind®, производители цемента могут снизить содержание клинкера и максимально увеличить добавление дополнительных вяжущих материалов (SCM).​

Решения для цементных заводов

Sika — ваш партнер, предлагающий решения для цементной промышленности, от добавок до других строительных материалов для всего цементного завода.
Нажмите на изображение ниже, чтобы узнать больше о решениях Sika для цементных заводов.

Добавки в цемент

Каждый цементный завод имеет различные характеристики местного сырья, наличие возможных заменителей клинкера (таких как дополнительные вяжущие материалы – SCM) и различные условия в процессе помола цемента. уникальный климат и методы строительства.

Таким образом, решение для максимально возможной производительности или максимального использования дополнительных вяжущих материалов должно быть адаптировано индивидуально. Sika предлагает множество типов добавок в цемент, которые, как известно, улучшают качество цемента, повышают эффективность производства и удовлетворяют местные потребности.

Решения Sika для добавок в цемент на цементных заводах

Не все системы имеют одинаковую конструкцию, поэтому количество и тип шлифовальной добавки необходимо анализировать и адаптировать для каждой системы, чтобы оптимизировать затраты и рецептуры. Особое внимание следует уделить типу мельницы. Инновации являются ключевым фактором успеха в области вспомогательных средств для измельчения.

На помол готового цемента расходуется примерно треть всей электроэнергии цементного завода. Вертикальные валковые мельницы (ВРМ) имеют более высокую энергоэффективность, чем шаровые мельницы, даже если шаровая мельница совмещена с валковым прессом. Этот и другие аргументы привели к увеличению доли ВРМ для помола готового цемента.

Вертикальные вальцовые мельницы
В вертикальной валковой мельнице (ВРМ) измельчение происходит за счет давления и усилия сдвига. Клинкер за секунды проходит между валком и столом. Подвод энергии к материалу во время одного прохода между мелющими валками и мелющей дорожкой относительно невелик. Толщина слоя материала между валком и столом кратна размеру частиц. Благодаря встроенному сепаратору (классификатору) измельченный материал отделяется после каждого прохода. По сравнению с шаровой мельницей (с внешним сепаратором) разделение более резкое. Обычно VRM имеют большую производительность, чем шаровые мельницы.

Шаровые мельницы
В шаровой мельнице частицы измельчаются повторяющимися ударными силами. Материалу обычно требуется более 20 минут от входа в мельницу до выхода – на этом пути происходят неограниченные воздействия. В зависимости от эффективности сепаратора и вспомогательного средства измельчения агломераты мелких частиц отбраковываются и снова проходят через шаровую мельницу. Повторяющиеся удары и истирание вызывают определенную долю очень мелких частиц и широкое распределение частиц.

Улучшитель производительности для портландизвестнякового цемента (PLC)

Мотивы замены клинкера дополнительными вяжущими материалами (ВЦМ) хорошо известны. Однако гранулированный доменный шлак, природные пуццоланы, квалифицированная летучая зола и другие SCM имеют ограниченную доступность; общая потенциальная замена мирового производства клинкера составляет менее 30%. Известняк все чаще используется в качестве компонента портланд-известняковых цементов: Sika предлагает добавку для улучшения измельчения и повышения производительности.

Преимущества известняка

Известняк получает все большее признание в качестве дополнительного вяжущего материала (SCM) благодаря следующим преимуществам:

• Экономическая эффективность
• Доступность
• Короткое расстояние транспортировки
• Неограниченный срок хранения
• Не подвержен воздействию наружного воздуха
• Хорошая измельчаемость

Узнать больше:

Стандартный

Во многих европейских странах (например, в Италии, Франции, Швейцарии) портландцементы на известняке (PLC) получили широкое распространение, и их доля на рынке превышает 60%.

Этому развитию способствовали два обстоятельства:

• Местная доступность известняка и низкие объемы других СКМ;
• Европейский стандарт цемента EN 197-1, который включает:
  CEM II/A-LL допускает содержание известняка до 20%
  CEM II/B-LL с содержанием известняка до 35%
  CEM II/AM – с содержанием известняка до 20%
  CEM II/BM – с содержанием известняка до 35%
  ЦЕМ II/СМ (S-LL) – с содержанием известняка до 20%
  CEM II/CM (P-LL) – с содержанием известняка до 20%
  ЦЕМ II/СМ (В-ЛЛ) – с содержанием известняка до 20%
  ЦЕМ VI/(S-LL) – с содержанием известняка до 20%

В настоящее время эти цементы используются не только для производства бетонов более низких классов, но и могут быть аккредитованы для бетонов многих классов экспозиции согласно EN 206-1. Ограничения часто устанавливаются из-за маркетинговой политики, традиций или специальных приложений.

После обширного обзора данных исследований и на основе европейского и канадского опыта комитет по стандартизации пересмотрел ASTM C595 и представил в 2012 году цемент типа IL с содержанием известняка до 15%. Было обнаружено, что портландцемент из известняка (с 15% известняка) достигает прочности и долговечности бетона, эквивалентных обычному портландцементу.

Механическая сила

Механическую прочность портландцемента (ПЦ) нельзя сравнивать с известняково-портландцементным без учета крупности клинкера и известняка. Корректно ли сравнивать ПК с ПЛК с одинаковой удельной поверхностью (по Блейну), с таким же задержанием на сите или с одинаковым гранулометрическим составом? Даже если можно было бы производить портландцемент и портландцемент с одинаковым гранулометрическим составом (PSD), следует учитывать, что лазерный метод основан на предположении, что все частицы имеют сферическую форму, что не позволяет ни ни известняка, ни клинкера действительно нет.

• Поскольку известняк гораздо легче измельчать, чем клинкер, мелкие частицы известняка обогащают сегмент PSD, где клинкера меньше. 1, 4 Таким образом, эффект наполнителя (плотная упаковка частиц), более быстрое осаждение растворенных гидратов на более высокой поверхности и другие эффекты могут улучшить механическую прочность PLC вплоть до ограниченного содержания известняка. Этот предел зависит от качества ингредиентов и других параметров: добавление 5% является безопасным. 2
• На практике портландцемент из известняка измельчают до более высокой тонкости по сравнению с портландцементом.
• Увеличение показателя Блейна в пределах 100 см 2 /г необходимо для компенсации снижения прочности в результате добавления 1% известняка. 3
• Тип мельницы и технологическая система играют важную роль. Совместное измельчение (совместное измельчение) в классических шаровых мельницах (закрытая система) приводит к широкому спектру PSD, что обычно считается полезным, например, в отношении технологичности. Тем не менее, выше определенного предела мелкий известняк имеет чрезмерную водопоглощающую способность, поэтому предпочтение отдается раздельному измельчению (шаровая мельница и смесительное оборудование). 4
• Производство PLC с помощью вертикальной валковой мельницы (VRM) имеет преимущество. Сравнение двух цементов (CEM II/A-LL 42.5), один из которых измельчается с помощью VRM, а другой с помощью шаровой мельницы, показывает хорошие характеристики VRM. . Параметры крупности четко указывают на то, что VRM может производить более высокую крупность клинкера без «переизмельчения» известняка.
• Очевидно, что сравнение некорректно, потому что клинкер, гипс и известняк имеют разное происхождение, но оба цемента имеют одинаковое содержание известняка – 17-18%.

Рисунок 1а: Гранулометрический состав двух PLC с одинаковым содержанием известняка, размолотых в мельницах двух разных типов.

На рисунке 1а оба графика PSD показывают типичное «плечо» (диапазон 1–10 мкм), исходящее от известняка. Клинкер в шаровой мельнице явно меньше измельчается, чем в ВРМ, что приводит к меньшей механической прочности. Хотя VRM измельчает клинкер до более высокой степени, тонкость известняка не увеличивается пропорционально.

Рисунок 1b: Параметры крупности двух цементов с одинаковым содержанием известняка.

На рис. 1б показаны параметры крупности двух цементов с одинаковым содержанием известняка. Распределение частиц по размерам, а также остаток на сите ясно указывают на то, что высокая крупность обусловлена ​​не только известняком, но и хорошо измельченным клинкером.

Усилитель силы

Усилители прочности на основе алканоламинов, например триизопропаноламина (ТИПА), широко используются в ПЛС. Эффект TIPA обусловлен хелатированием железа, которое усиливает растворение C4AF, тем самым увеличивая площадь поверхности алита. Обсуждаются различные механизмы, в том числе повышенное образование карбоалюминатов и влияние измельчаемости минералов. 5

Эффективность добавок, повышающих прочность, зависит не только от состава клинкера и цемента, но и от тонкости помола цемента. Влияние тонкости помола на эффективность двух алканоламинов (А и В) было протестировано с двумя разными портландцементами, которые были измельчены в лабораторной шаровой мельнице Sika Technology AG (см. рис. 2).

Рисунок 2: Характеристики двух усилителей прочности (А и В) в зависимости от крупности цемента на шести образцах цемента.

применимость

Как и прочность на сжатие, на удобоукладываемость бетона (измеряемую по осадке или растеканию по таблице) положительно влияет тонкоизмельченный известняк. Прокачка обычно не проблема с PLC. Максимальное содержание известняка, которое не оказывает отрицательного влияния на обрабатываемость, зависит от качества материалов и гранулометрического состава клинкера и известняка. В целом, использование до 15% известняка может улучшить удобоукладываемость бетона и раствора (см. рис. 3).

Рисунок 3: Влияние содержания известняка на удобоукладываемость раствора (EN 196-1) при постоянном соотношении вода/цемент и постоянной прочности на сжатие.

Более высокие уровни добавления известняка требуют высокой удельной поверхности, чтобы компенсировать потерю прочности. Усилители прочности могут в определенной степени смягчить проблему между механической прочностью и обрабатываемостью. Другой концепцией является использование усилителей прочности в сочетании с суперпластификатором.

Компания Sika впервые применила суперпластификаторы, которые устойчивы к окружающим условиям завода и сохраняют пластифицирующий эффект, несмотря на хранение в щелочной среде. 6 В настоящее время этот подход признан и все чаще применяется на практике для производства портланд-известняковых цементов (см. рис. 4).

Рисунок 4: Удобоукладываемость необходима для принятия рынком новых цементов. Низкую осадку можно улучшить с помощью PCE в добавке к цементу.

Свойства потока порошка

Хорошо известно, что портландцемент из известняка имеет тенденцию к высокому когезионному сопротивлению из-за сил притяжения между мелкими частицами известняка. Это может препятствовать разгрузке грузовиков или силосов, поскольку твердые частицы могут образовывать застойные зоны.

Многие эмпирические методы испытаний, такие как угол естественного откоса, сравнение насыпной плотности или метод набивки7, были разработаны для количественной оценки характеристик текучести цемента. Индекс упаковки обеспечивает числовое значение для контроля усилия, необходимого для преодоления уплотнения, вызванного вибрацией. Испытание помогает в рутинном контроле при производстве цемента и не подходит для целей спецификации. Чем выше индекс набора упаковки, тем ниже сыпучесть порошка.

Знание характеристик ПЛК требует тестового устройства, которое измеряет четко определенные физические свойства. Кольцевой прибор для испытания на сдвиг8 обеспечивает определенные измерения характеристик текучести, которые полезны при разработке новых видов цемента и конструкции силосов. В кольцевом измерителе сдвига образец цемента содержится в кольцевой ячейке сдвига (см. рис. 5). Вертикальная нагрузка FN прикладывается через тонкий нагружающий стержень на крышке. Для срезания образца ячейку поворачивают относительно крышки (направление ω), а необходимый для срезания крутящий момент определяют по силам F1 и F2, действующим в стержнях, закрепленных на нагрузочной балке.

Рисунок 5: Ячейка сдвига кольцевого прибора для испытаний на сдвиг, кольцевой прибор для испытаний на сдвиг по Шульце XSMr.

Отношение напряжения консолидации к неограниченному пределу текучести используется для численной характеристики текучести. Чем больше число сыпучести (FFC), тем выше сыпучесть порошка.

Определенно можно регулировать текучесть порошка PLC с помощью добавок к цементу, которые содержат эфир поликарбоксилата (PCE) в составе инновационной рецептуры (рис. 6). Необходимо соблюдать осторожность, чтобы применять правильную дозировку. Поскольку ПХЭ являются очень сильными диспергаторами, сыпучесть порошка может стать слишком высокой, что приведет к негативным последствиям, например, когда необходима транспортировка цемента на наклонных лентах. Еще одним ограничивающим фактором может быть запыленность шлифовальной станции или вместимость фильтровальных мешков. Содержание PCE в составе SikaGrind может быть адаптировано для оптимизации характеристик текучести.

Рисунок 6: SikaGrind-870 (усилитель прочности, содержащий ПХЭ) повышает текучесть цемента. Образцы цемента были приготовлены в лабораторной мельнице с постоянным временем измельчения, поэтому при использовании SikaGrind также увеличилась тонкость помола.

Долговечность

Тип цемента может влиять на долговечность бетона с армированием и без него. Основными темами являются действия по охране окружающей среды и реакция щелочи-кремнезема. Воздействие окружающей среды классифицируется в соответствии с EN 206-1 по следующим классам воздействия:

XC: коррозия, вызванная карбонизацией;
XS: коррозия, вызванная хлоридами (морская вода);
XD: коррозия, вызванная хлоридами (противообледенительная обработка);
XF: замораживание-оттаивание;
XA: Агрессивная химическая среда (например, сульфат).

CEM II/A-LL используется в большинстве европейских стран для всех классов воздействия, кроме XA.9 CEM II/B-LL находится на подъеме, и все больше и больше производителей цемента получают одобрение для этого класса цемента во всех классах воздействия, кроме XA.

В соответствии со Стандартными техническими условиями на смешанные гидравлические цементы ASTM C595/C595M-15, цемент типа IL не допускается в качестве цемента со средней (MS) или высокой (HS) стойкостью к сульфатам.

Немецкая ассоциация производителей цемента инициировала исследовательский проект с целью определения влияния гранулометрического состава на свойства цементов, содержащих известняк, и бетонов, произведенных с их использованием 10, 11 :

Цементный завод произвел четыре PLC с идентичными составляющими в шаровой мельнице путем взаимного измельчения. Все цементы имели содержание 30% известняка. Параметры мельницы и сепаратора были отрегулированы для получения различной поверхности цемента (Блейн). Идентичная бетонная смесь (цемент = 300 кг/м 3 , в/ц = 0.60) использовалась для изготовления кубов, которые подвергались испытанию на замораживание-оттаивание в соответствии с CEN/TS 12390-9. Бетон должен иметь менее 10% потери веса после 100 циклов, чтобы соответствовать требованиям стандарта. Хотя цементы № 1 и 2 имели значительно большую площадь поверхности по Блейну, они не соответствовали требованиям, в то время как цемент № 4 с меньшим значением по Блейну достиг цели.

Уровень окалины не соответствует Блейну, но важно знать гранулометрический состав клинкера и известняка.

Каков вклад SikaGrind в долговечность?

Специально разработанные SikaGrind для PLC представляют собой очень эффективные вспомогательные средства для шлифования. Склонность известняка к агломерации очень хорошо снижается с помощью SikaGrind, поэтому доля известняка в сегменте очень мелких частиц снижается, а тонкость клинкера увеличивается. Таким образом, SikaGrind помогает уменьшить пористость и диффузию хлоридов, что является важным фактором предотвращения точечной коррозии. Кроме того, усилитель производительности SikaGrind для PLC улучшает удобоукладываемость бетона, что еще больше положительно влияет на его долговечность, поскольку он предотвращает образование, например, сот в бетоне.

Рисунок 7: Морозостойкость ПЛК с различной PSD. Блейн не является решающим фактором.