Оптимизация белого цемента для производства сухих строительных смесей в соответствии с PERFORMANCE PRINCIPLE

Окник Юрген, глава отдела исследований и развития
Савкина Светлана, старший менеджер отдела продаж белого цемента
ЗАО "Холсим Рус Лтд"

Белый цемент не является конечным продуктом, готовым к применению в чистом виде, это сырьевой компонент, используемый для производства различных видов строительных материалов (рис. 1).

Рис. 1 Сегменты рынка потребления белого цемента



Основными потребителями белого цемента на Российском рынке являются:

  • производители сухих строительных смесей:
    - шпаклевок и штукатурных смесей для внутренних и наружных работ
    - цветных кладочных растворов
    - самовыравнивающихся растворов для пола
    - строительной химии (плиточных клеев и затирок для швов)
  • производители бетонных изделий:
    - искусственного облицовочного камня и кирпича
    - терразитовых напольных и облицовочных плит
    - тротуарных плит и бордюров
    - изделий малых архитектурных форм

    Практика использования декоративного товарного бетона для строительных работ применяется не часто, так как к высокой себестоимости готовых изделий добавляются достаточно большие издержки, связанные со снабжением строительных площадок: тщательным контролем чисоты транспортных средств и строительного оборудования. С технической точки зрения, достижение однородности структуры декоративного бетона является нелегкой задачей вследствие повышенного риска возникновения усадочных деформаций в крупногабаритных изделиях. Кроме того, большая вероятность повышенного высолообразования требует дополнительного ухода за поверхностью бетона.

    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 таком 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, время потери подвижности, 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.

    Исследования свойств цемента обычно проводят в трех состояниях: в сухом порошке, в пластичном состоянии, в затвердевшем камне. Принцип описания (рис. 2) заключается в определении свойств цемента и материалов, изготовленных на его основе, в соответствии с действующими стандартами. На основании результатов испытаний получают набор технических характеристик цемента и изделий на его основе.

    Рис. 2 Принципы описания и производительности

    Однако с учетом того, что области применения белого цемента постоянно расширяются и появляются новые строительные материалы и технологии их производства, анализ стандартных характеристик не позволяет полностью оценить эффективность применения того или иного цемента для производства конечного продукта. Принцип производительности PERFORMANCE PRINCIPLE основан на комплексной оценке эффективности производства, включающей анализ сырьевых компонентов, рецептур и особенностей технологии. Конечной целью являетются оптимальные решения для конкретного производства, позволяющие увеличить качество и конкурентоспособность готового продукта путем уменьшения затрат на его изготовление. Принцип описания позволяет получить основные технические характеристики исходных материалов и конечных продуктов, PERFORMANCE PRINCIPLE ориентирован на использовании преимуществ и создании прибыли для производителей строительных материалов.

    Основой успешного сотрудничества является совместная работа с полным использованием всех потенциальных возможностей, взаимный обмен накопленным опытом и знаниями. Умные идеи позволяют оптимизировать производственные процессы, эффективные продукты создают сферу потребления, и все это имеет большую ценность.

    Постоянное техническое совершенствование и обеспечение сервиса на самом высоком уровне - обязательства компании Holcim White. Еще одним шагом вперед в области обеспечения качетсва производимой продукции стало завершение комплексной модернизации линии производства белого портландцемента на Щуровском цементном заводе. На обновление и усовершенствование технологического оборудования компанией Holcim было инвестировано более 5 млн. долларов.

    С целью получения клинкера заданного минералогического состава с высоким коэффициентом отражения света была произведена оптимизация состава сырьевой смеси. В сырьевых мельницах была установлена внутренняя оснастка из специальной высоколегированной стали, что позволило исключить присадку окрашивающих примесей в процессе приготовления шлама.

    Рис. 3 Организация замкнутого цикла помола

    На стадии помола цемента была введена в эксплуатацию система замкнутого цикла с использованием высокоэффективного динамического сепаратора четвертого поколения QDK-16,5 N (рис. 3). В цементной мельнице также была установлена новая внутренняя оснастка из высоколегированной стали.

    Перевод цементной мельницы на работу в замкнутом цикле способствовал увеличению марочной прочности и белизны цемента. Использование сепаратора позволило обеспечить стабильность свойств готового продукта за счет контроля его гранулометрического состава.

    Конечным результатом комплекса проведенных работ стал новый белый портландцемент марки ПЦБ-1-500-Д0. Технические характеристики нового цемента представлены в табл. 1.

    Табл. 1 Технические характеристики белого портландцемента ПЦБ-1-500-Д0

    Характеристики Значение
    Удельная поверхность, м2/кг 490-530
    Остаток на сите
    Остаток на сите 0045, % 0
    008, %
    2-3
    Нормальная густота, % 26-28
    Водо-цементное отношение 0,37-0,38
    Сроки схватывания, мин
    начало
    конец

    130-190
    90-120
    Признаки ложного схватывания нет
    Белизна, % 81-83
    Прочность при сжатии, МПа
    3 сут.
    28 сут.

    52-55
    36-39
    Прочность при пропаривании, МПа 37-40
    Минералогический состав клинкера, %
    С3S
    C2S
    C3A
    C4AF
    CaOсв

    66-70
    14-18
    12-14
    1-2
    0,8-1,7


    Эти качества обеспечивают высокую долговечность и износостойкость изделий на основе белого цемента, экономный расход добавок и пониженную усадку готовых изделий. Благодаря своим характеристикам данный белый портландцемент отвечает высоким требованиям потребителей и является функциональным строительным материалом с большим потенциалом для творческого применения.