Seminarium
Automatyzacja ciągłych procesów
produkcyjnych
Produkcja cementu
prowadzący
dr inż. Andrzej Jabloński
Jacek Makowski Mariusz Lemański
Wrocław 15.12.2010
Spis treści
"
Zaprawy
"
Co to jest cement?
"
Historia
"
Cement w Polsce
"
Rodzaje cementów
"
Surowce
"
Procesy produkcyjne
"
Bibliografia
Terminologia
" MATERIAA
Y WI
Ż
CE - substancje (mineralne), które w
stanie sproszkowanym po zmieszaniu z cieczą (wodą)
tworzą plastyczne, łatwe do formowania masy,
twardniejące i przechodzące po pewnym czasie w
ciało stałe, np. wapno, gips, cement.
" ZAPRAWY (CERAMICZNE, BUDOWLANE)  mieszaniny
zawierające materiał wiążący, tworzące po zarobieniu
z cieczą (wodą) plastyczne zaczyny i przechodzące po
upływie czasu ze stanu plastycznego w ciała stałe.
" Zaprawy stosowane są zarówno do spajania elementów
(budowlanych, konstrukcyjnych), jak i do ich
wytwarzania (beton, żelbet, kształtki).
Skład zapraw
SKA
ADNIKI ZAPRAW BUDOWLANYCH:
" materiały wiążące  cement, gips, wapno,
" wypełniacze
- kruszywa naturalne: piasek, żwir, otoczaki, tłuczeń,
- kruszywa sztuczne: żużel wielkopiecowy, gruz,
" faza uplastyczniająca  woda.
" pigmenty - substancje barwne, w stanie
zdyspergowanym stosowane do wyrobu farb oraz
barwienia tworzyw
Cement definicje
" Definicja technologiczna:
Cement - to hydrauliczny materiał wiążący, otrzymywany z
surowców mineralnych (margiel, wapień, glina) poprzez
wypalanie i następne zmielenie otrzymanego spieku.
" Definicja chemiczna:
Cement - to złożone mieszaniny (roztwory stałe, kryształy
mieszane) krzemianów, tlenków prostych, podwójnych i
potrójnych oraz innych związków, głównie wapnia, glinu,
krzemu i żelaza.
Trochę historii
" Starożytny Rzym- cement pucolanowy (Pozzuoli pod
Wezuwiuszem) wapno rozcierano razem z popiołem
wulkanicznym lub z drobno zmielonymi dachówkami
ceramicznymi
" Średniowiecze- upadek jakości i wykorzystywania spoiw
" XVIII wieku rozwój wiedzy o spoiwach mineralnych
" Kolejne odkrycia Joha Smeaton, Joseph Parker
" 1824r. patent Anglika J. Aspdina na  cement portlandzki"
" 1887r. Le Chatelier opracował skład fazowy klinkieru
portlandzkiego oraz przedstawił hipotezy procesu
hydratacji.
Cement w Polsce
1857-pierwsza cementownia w Grodz
cu k. Będzina 490ton
Po zakończeniu I wojny światowej produkcja na ziemiach
niepodległej Polski odbywała się w 12 zakładach.
1937  9 miejsce na świecie 1,5 mln ton
1939 - przewidywano 2 mln ton produkcji
1945 - wyprodukowano jedynie 300 tys. ton
1977 - 21 mln ton, 6 miejsce w Europie i 10 na świecie
1993 - produkcja obniżyła się do wartości 10 mln ton
2003 - emisja pyłów spadła ze 100k ton w 1989,do 3k ton
2010  produkcja ok 22 mln ton
2012  redukcja limitu CO2 o 30% - 12,9 mln ton
Cementownie w Polsce dziś
Rodzaje cementów
" romański  z margli, 1000  1100oC, CaO całkowicie
związany ze związkami występującymi w marglu
" portlandzki  margle, wapienie, gliny w proporcji
zapewniającej prawie całkowite związanie CaO; 1250
 1450oC
" hutniczy - otrzymywany przez zmielenie żużla
wielkopiecowego. Z żużla wielkopiecowego najczęściej
wytwarza się cementy mieszane z cementem
portlandzkim
" glinowy  otrzymywany z boksytu i wapienia
Rodzaje cementów cd.
" cementy pucolanowe - grupa cementów produkowanych
z tufów, trasów, pumeksów, glin pucolanowych 500 -
600oC - odporne na korozję chemiczną, powoli wiążą
" specjalne z dodatkami nadającymi określone cechy, np.
szybkotwardniejący (szczególnie przydatny do prac
podwodnych),niskokaloryczny (o niskim cieple
hydratacji), biały , ekspansywny (z dodatkami
zwiększającymi objętość w reakcji zwodą
" magnezjowy (cement Sorela), dodatki magnezowe,
wypełniacz (najczęściej wióry z drewna)
Cement portlandzki
Surowiec (wsad): mączka mineralna o składzie gwarantującym
całkowite związanie CaO otrzymywana z:
" wapienia: głównie kalcyt i domieszki pochodzące z iłów, oraz
krzemianów wapniowego i magnezowego,oraz
glinokrzemianów
" gliny, wapienia marglistego  margla, iłołupka skały bogate w
materiał ilasty (produkt wietrzenia glinokrzemianów  np.
kaolinit) z domieszkami węglanów wapnia i magnezu
" rudy żelaza i/lub żużli hutniczych
" dodatków korekcyjnych, np. piasek kwarcowy, pył dymnicowy
Schemat produkcyjny
" przygotowanie surowców
- urabianie i rozdrabnianie surowców,
- przygotowanie wsadu:
sporządzanie mączki  metoda  sucha
lub szlamu  metoda  mokra ,
" wypalanie (otrzymywanie klinkieru),
" mielenie produktu wypału (klinkieru),
" sporządzanie mieszanek handlowych.
Bibliografia
" www.polskicement.pl/3/3/artykuly/10_66.pdf
" www.mmlab.biz.pl/index,rys_historyczny_cementu.html
" www.polskibeton.pl/cement.html
"  Produkcja cementu Materiały do zajęć konwersatoryjnych
dr B. Chmiel, dr W. Grzegorczyk