| 21970318 23552 19854 932 1достаточными. Единственным научным учреждением, занимавшимся исследованиями по Ц., была механическая лаборатория Петербургского ин-та инж. путей сообщения.
Окт. революция 1917 открыла широкие возможности для развития цементной промышленности и науки о Ц. Трудами советских учёных А. А. Байкова, В. А. Кинда, В. Н. Юнга, П. П. Будникова. П. А. Ребиндера, Н. Я. Торопова, Ю. М. Бутта, А. В. Волженского и др, были созданы совр. основы физикохимии. Ц., разработана теория его твердения, усовершенствована технология цементного произ-ва, созданы новые высокоэффективные виды Ц. с особыми свойствами, удовлетворяющими потребности различных отраслей народного х-ва. В СССР н.-и. и проектно-конструктор-ские работы, связанные с развитием цем. пром-сти и повышением её технич. уровня, осуществляются рядом специализи-ров. институтов (НИИЦемент, Гипро-цемент, НИИЦеммаш и др.), а также кафедрами нек-рых вузов.
Совр. процесс произ-ва Ц. включает: добычу цементного сырья природного или использование в качестве такового нек-рых пром. отходов (металлургич. шлаков, зол ТЭС, вскрышных пород и т. п.); дробление и тонкое его измельчение; приготовление однородной сырьевой смеси заданного состава; обжиг её до спекания при темп-ре 1450-1550 "С; измельчение полученного клинкера в тонкий порошок вместе с небольшим кол-вом гипса и активных минеральных добавок или др. веществ, придающих Ц. нужные качества. В зависимости от способа приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбини-ров. способы произ-ва Ц. Выбор способа обусловлен гл. обр. технико-эко-номич. показателями: возможной степенью концентрации произ-ва, расходом топлива и электроэнергии, трудовыми затратами.
При сухом способе произ-ва Ц. сырьевые материалы (известняк и глина) в процессе измельчения и помола в мельницах высушиваются и превращаются в сырьевую муку, состав к-рой корректируется в соответствии с заданным, после чего мука поступает на обжиг. Совр. вращающиеся печи для обжига клинкера, как правило, оборудованы запечными теплообменниками, в к-рых осуществляется подогрев и частичная декарбонизация сырьевой смеси. Расход тепла на обжиг клинкера составляет 750-850 ккал/кг клинкера. При м о к-ром способе размол сырьевых компонентов осуществляется в мельницах в присутствии воды, к-рая играет роль понизителя твёрдости, интенсифицирует процесс помола и снижает удельный расход энергии на помол. Полученная сме-танообразная масса (шлам) корректируется до заданного состава и направляется на обжиг. За счёт испарения воды шлама в печи расход тепла на обжиг увеличивается и в зависимости от размера и конструкции печи составляет 5,45-6,7 Мдж/кг (1300-1600 ккал/кг) клинкера. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по схеме мокрого способа, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется (обычно в виде гранул) и поступает на обжиг. Расход тепла при этом составляет ок. 4,19 Мдж/кг (1000 ккал/кг) клинкера.
Главнейшие виды цементов, выпускаемых в СССР
Название
Вещественный состав цемента (в % по массе)
Минералогический состав клинкера (в % по массе)
Марка цемента
Особые свойства
Основные области применения
Портландцемент
Портландцементный клинкер (85); гипс (1,5-3,5) по SО3; активная минеральная добавка (до 15)
ЗСаО*SiO2 (37- 72); 2СаО*SiO2(6- 47); ЗСаО-А12О3(2-20): 4СаО-А12О3*Fе2О2 (2-19)
300, 400, 500, 600
-
Монолитный бетон гражд. и пром. зданий и сооружений, сборные железобетонные конструкции, дорожное строительство, наружные части гидротехнич. сооружений, строит, растворы
Быстротвердеющий портландцемент
Портландцементный клинкер (90); гипс (1,5-3,5) по SО3; активная минеральная добавка (до 10)
3CaO-SiO2 + +ЗСаО*А12О3(до 65) 2СаО*SiO2 + + 4СаО*А12О3*Fe2O3(33)
Не ниже 400; через 3 сут прочность не менее: 4 Мн/мг (при изгибе), 25 Мн/м2(при сжатии)
Более быстрое твердение и более тонкий помол, чем у обычного портландцемента
Сборные железобетонные конструкции, скоростное строительство
Сульфатостойкий портландцемент
Портландцементный клинкер (100); гипс (до 3,5) по SО3
ЗСаО*SiO2 (до 50);
ЗСаО-А12О3 (до 5); ЗСаО • АlОз+ + 4СаО-А12О3Fе2О3 (до 22)
400
Повышенная стойкость к сульфатной агрессии, повышенная морозостойкость
Для сооружений, находящихся в условиях сульфатной агрессии и в условиях переменного замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания
Пластифицированный портландцемент
Портландцемент с пластифицирующей добавкой (0,15-0,25)
Тот же, что у портландцемента
300, 400, 500
Повышенные пластичность и морозостойкость
Те же, что и обычного портландцемента; для экономии цемента или бетонной смеси; для повышения морозостойкости бетона
Гидрофобный портландцемент
Портландцемент с гидрофобной добавкой (0,06-0,3)
"
300, 400
Длительное сохранение активности, повышенные пластичность и морозостойкость
Те же, что и обычного и пластифицированного портландце-ментов и в тех случаях, когда необходимо длительное хранение цемента
Тампонажный портландцемент: а) для "холодных" скважин; б) для "горячих" скважин
Портландцементный клинкер; допускается введение: а) активных (до 15%) или инертных (до 10%) минеральных добавок; б) шлака (до 15%) или песка (до 10%)
"
-
Быстрое твердение и медленное схватывание
Тампонирование нефтяных и газовых скважин
Декоративные портландцементы (белый и цветные)
Белый Портландцементный клинкер (80 -84); диатомит (6); инертная минеральная добавка (10) или минеральный пигмент (15)
4СаО • А12О3 • Fе2О3 (до 2)
300, 400, 500
Белый цемент по степени белизны делится на 3 сорта, цветные цементы имеют различную окраску
Отделка зданий и сооружений, скульптурные и покрасочные работы
Сульфатостой-кий пуццолано-вый портландцемент
Портландцементный клинкер (60); добавки вулканич. (25 - 40) или осадочного (20-30) происхождения; гипс (до 3,5) по SО3
ЗСаО-А12О3 (до 8)
200, 300. 400
Повышенная стойкость к сульфатной агрессии
Подводные и подземные соору-жения в условиях постоянного воздействия агрессивных (сульфатных) вод
Шлакопортланд-цемент
Портландцементный клинкер (40-70); доменный гранулиров. шлак (30-60); гипс (до 3,5) по SО3
Тот же, что у портландцемента
300, 400, 500
Замедленный рост прочности в нач. период твердения, пониженные морозостойкость и тепловыделение, повышенная сульфатостойкость
Те же, что у портландцемента. Эффективен для сборного железобетона, изготовляемого с теп-ловлажностной обработкой
Глинозёмистый цемент
Глинозёмистый шлак (100); допускается введение 1% добавок, не ухудшающих качество цемента
СаО-А12О3; 12СаО-7А12О3; СаО-2А12О3; 2СаО-А12Оз-SiО2; FeO
400, 500, 600 (через 3 сут твердения)
Быстрое твердение при нормальной и пониженной темп-рах, высокая стойкость к действию минерали-зов. вод, потеря прочности (до 60%) через 15-20 лет
Срочные, аварийные и восстановит, работы, сооружения, подвергающиеся действию мине-рализов. вод или сернистого газа, жаростойкие бетоны и растворы. Неприменим в условиях повыш. темп-ры и влажности
Гипсоглинозёмистый расширяющийся цемент
Глинозёмистый шлак (70); двуводвый гипс (30)
Тот же, что у глинозёмистого цемента
400, 500 (через 3 сут твердения)
Расширение при твердении в воде (через 1 сут 0,15%, через 28 сут 0,3-1%), быстрое твердение ; высокие плотность, водонепроницаемость и сульфатостойкость
Водонепроницаемые бетоны и растворы, заделка стыков, ремонтные работы, тампонирование нефтяных и газовых скважин
Кислотоупорный цемент
Кварцевый песок (90 - 96); кремнефтори-стый натрий (4-8,5)
SiО2;
Na2SiF6
Предел прочности при растяжении 2 Мн/мг (через 28 сут твердения)
Стоек к действию большинства минеральных и органич. кислот. Нестоек к действию HF, H2SiF6, кипящей воды и водяного пара. Токсичен.
Кислотоупорные бетоны и ра" створы, обмазки и футеровки. Неприменим в аппаратах пи щевой пром-сти и при темп-ре ниже -20 °С
Необходимые свойства Ц. достигаются правильным проектированием сырьевой смеси и получением в процессе произ-ва Ц. нужного состава - химич., минералогия., гранулометрич. и вещественного (под минералогия, составом Ц. понимается качеств, и количеств, перечень минералов, входящих в состав клинкера; под веществ, составом - качеств, и количеств, перечень веществ, входящих в состав готового Ц.). Правильное проектирование сырьевой смеси - одно из важнейших условий, обеспечивающих нормальное протекание и полное завершение процессов клинкерообразования при обжиге и высокие экономич. показатели произ-ва. Контроль качества готового Ц. осуществляется на основе требований соответств. ГОСТов. Стандартизованы также методы физико-механич. испытаний при определении свойств Ц.
По прочности Ц. делится на марки. Марка Ц. определяется пределом прочности при изгибе образцов-призм размером 40 X 40 X 160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цем. раствора состава 1 : 3 (по массе) с нормальным (кварцевым) песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Для спец. Ц. возможно изменение состава и методов изготовления и хранения образцов.
О составе, особых свойствах и областях применения главнейших видов Ц., выпускаемых в СССР, см. табл. За рубежом выпускаются примерно такие же, как и в СССР, виды Ц. По своим технич. качествам Ц. сов. произ-ва принадлежат к числу лучших Ц. в мире.
Совр. тенденции в произ-ве Ц.: постоянное увеличение объёма его выпуска (в СССР к 1980 достигнет 143-146 млн. т в год); расширение ассортимента спец. Ц. и увеличение объёма их произ-ва (особенно высокопрочных, быстротвердею-щих, декоративных и расширяющихся Ц.); повышение средней марочной прочности выпускаемых Ц. (в частности, увеличение произ-ва Ц. марки 600 и освоение выпуска Ц. марки 700); интенсификация процесса твердения Ц. (достижение высокой прочности через 4-6 ч твердения); рациональное терр. размещение цем. з-дов с целью сокращения перевозок сырья и готового продукта; снижение себестоимости Ц.; обеспечение высокой степени механизации и автоматизации цем. произ-ва и дальнейшее улучшение условий труда на предприятиях цем. пром-сти.
Лит.: Технология вяжущих веществ, М., 1965; Вяжущие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материалы, М., 1973; Краткий справочник технолога цементного завода, М., 1974. И. В. Кравченко.
ЦЕМЕНТ зубной, специфическая костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба млекопитающих и человека. Служит для плотного закрепления зуба в костной альвеоле. Подобно другим структурам, содержащим коллагеновые волокна, Ц. вьгоабатывается спец. клетками (це-ментобластами ). Последние, погружаясь в Ц., превращаются в цементоциты (цементные клетки). В состав Ц. входит 29,6% органич. веществ, 57% фосфата кальция, 8% карбоната кальция, 1,2% фторида кальция, 1% фторида магния.
"ЦЕМЕНТ", ежемесячный науч.-технич. и производств, журнал, орган Мин-ва пром-сти строит. материалов СССР. Издаётся в Ленинграде. Основан в 1901 (до 1916 выходил под назв. "Цемент, его производство и применения", в 1917-1932 - "Портландцемент"). Освещает вопросы производств, деятельности предприятий цем. пром-сти. Публикует материалы, связанные с совершенствованием технологии, созданием высококачеств. цементов, разработкой теоретич. проблем развития цем. пром-сти, а также инфор-мац. и справочные материалы. Тираж (1977) св. 9 тыс. экз.
ЦЕМЕНТАЦИЯ в строительстве, закрепление грунтов, горных пород, кам. и бетонных кладок путём нагнетания в пустоты, трещины и поры жидкого цем. раствора или цем. суспензии. Применяется для укрепления оснований сооружений, создания проти-вофилътрационных завес, придания водонепроницаемости породам при проходке горных выработок (шахт, тоннелей), повышения монолитности и водонепроницаемости кам. и бетонной кладки. См. также Закрепление грунтов.
ЦЕМЕНТАЦИЯ в цветной металлургии, гидрометаллургический процесс, осн. на вытеснении более электроположительных металлов из растворов их соединений менее электроположительными металлами, находящимися в твёрдом состоянии. Напр., нормальный электрохимич. потенциал меди +0,344 в, цинка -0,762 в; эта разность потенциалов позволяет осуществлять реакцию Cu2+раствор +Zn металл -> Zn2+ раствор +Сuметалл. Чем больше разность потенциалов, тем меньше остаточное содержание в растворе осаждаемого металла. Ц. широко применяют для очистки растворов от примесей и для извлечения металлов из растворов. Процесс может быть применён также для осаждения металлов из расплавл. шлаков.
Лит.: Плаксин И. Н., Юхтанов Д. М., Гидрометаллургия, М., 1949; Масленицкий И. Н., Чугаев Л. В., Металлургия благородных металлов, М., 1972; Набойченко С. С., Смирнов В. И., Гидрометаллургия меди, М., 1974.
ЦЕМЕНТАЦИЯ стали, разновидность химико-термической обработки, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя изделий из низкоуглеродистой стали (0,1-0,2%С) углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цель Ц.- повышение твёрдости и износостойкости поверхности, что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом (до 0,8-1,2%) и последующей закалкой с низким отпуском (при этом сердцевина изделия, не насыщаемая углеродом, сохраняет высокую вязкость). Глубина цементованно-го слоя 0,5-1,5 мм (реже больше); концентрация углерода в слое убывает от поверхности к сердцевине изделия. Ц. и последующая термич. обработка повышают предел выносливости металла и понижают чувствительность его к концентраторам напряжения. Различают Ц. твёрдыми углеродсодержащими смесями (карбюризаторами) и газовую Ц. На заводах массового произ-ва обычно применяют газовую Ц., при к-рой легче регулируется концентрация углерода в слое, сокращается длительность процесса, обеспечивается возможность полной его механизации и автоматизации, упрощается последующая термич. обработка.
Лит.: Минкевич А. Н., Химико-термическая обработка металлов и сплавов, 2 изд., М., 1965; Л а х т и н Ю. М., Металловедение и термическая обработка металлов, 2 изд., М.. 1977. Ю. М. Лахтин.
ЦЕМЕНТИТ, карбид железа Fe3C, фазовая и структурная составляющая железоуглеродистых сплавов. Ц. имеет орторомбическую кристаллич. решётку, очень твёрд и хрупок, слабо магнитен до 210 °С. Ц.- метастабильная фаза; образование стабильной фазы - графита во многих случаях затруднено. Ц. выделяется из расплава, из аустенита и феррита. В зависимости от условий кристаллизации и последующей обработки Ц. может иметь различную форму -равноосных зёрен, сетки по границам зёрен, пластин, а также видманштеттову структуру. Ц.- составная часть структурных составляющих стали и чугуна - ледебурита, перлита, бейнита, сорбита отпуска.
Лит.: Бунин К. П., Баранов А. А., Металлография, М., 1970.
ЦЕМЕНТНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, одна из ведущих отраслей пром-сти строит, материалов, производящая различные виды цемента: портландцемент, шлако-портландцемент, пуццолановый портландцемент, спец. цементы (декоративные, тампонажный, глинозёмистый, суль-фатостойкий, цемент для гидротехнич. сооружений, быстротвердеющий цемент и др.). Являясь осн. вяжущим материалом, цемент находит широкое применение в нар. х-ве, гл. обр. в произ-ве бетона, железобетона, растворов строительных, а также в асбестоцементной, нефтедоб. и др. отраслях пром-сти.
В России первый завод по произ-ву портландцемента был построен в Петербурге в 1839, крупный завод там же в 1856, затем в Риге (1865-66), Щурове (1870), Пунане-Кунда (1870), Подольске (1873-74), Новороссийске (1882), Амвросиевке (1896), Вольске (1897) и др. Размещение Ц. п. было крайне неравномерным: на долю Новороссийской, Вольской и Украинской групп заводов приходилась почти половина всего выпуска цемента, а на р-ны Востока - менее 5%. В 1913 произ-во цемента в России составило 1777 тыс. т. В период 1-й мировой войны 1914-18 произ-во цемента резко упало (в 1920 было выпущено только 36 тыс. т). Практически Ц. п. как крупная самостоятельная отрасль была создана за годы Сов. власти. В годы первых пятилеток 1929-40 были реконструированы старые заводы и построен ряд новых (Подгоренский, Касп-ский, Кувасайский и др.). В результате в 1928 произ-во цемента превысило уровень 1913, а в 1940 достигло 5773 тыс. т. В годы Великой Отечеств, войны 1941-45 часть заводов оказалась на оккупированной терр., часть была разрушена и выпуск цемента значительно снизился (в 1945 составил всего 1845 тыс. т), но уже в 1948 произ-во цемента превысило уровень 1940.
Индустриализация и высокие темпы капитального стр-ва предопределили ускоренное развитие Ц. п., были расширены действующие и построены новые предприятия. За 1946-75 введены в действие 56 новых заводов, среди к-рых такие крупные, как Пикалевский, Белгородский, Николаевский, Себ-ряковский, Карагандинский, Ангарский, Чимкентский,
Табл. 1. -Производство цемента в СССР, тыс. т
Годы
Выпуск цемента
1940
5773
1950
10194
1960
45520
1970
95248
1976
124246
Ульяновский, Ачинский, Тонкинский, Старо-оскольский, Каменец-Подольский и др.
В 1962 СССР вышел на 1-е место в мире по произ-ву цемента, а в 1971 выпуск цемента в стране достиг 100 млн. т (см. табл. 1).
Существенно возросло произ-во цемента на душу населения (см. табл. 2). По этому показателю СССР опережает (с 1966) такие развитые страны, как США (330 кг), Великобритания (285 кг) и др.
Табл. 2. - Производство цемента на душу населения в СССР, кг
1940
1960
1965
1970
1976
30
212
313
392
484
Сырьевой базой Ц. п. являются карбонатные и глинистые породы, месторождения к-рых широко распространены на терр. Сов. Союза. Кроме природного сырья (см. Цементное сырьё природное), Ц. п. использует отходы др. отраслей пром-сти: шлаки металлургич. произ-ва, золы ГРЭС и ТЭЦ, вскрышные породы при добыче полезных ископаемых, колчеданные огарки, фосфогипс их. д. На нек-рых заводах (Пикалевский, Ачинский, Волховский) применяется нефелиновый шлам. Всё это обусловливает широкое развитие кооперации Ц. п. с соответствующими отраслями нар. х-ва с целью комплексного использования сырья и отходов. Наличие исходного сырья и повсеместная потребность в цементе обусловили необходимость стр-ва цементных заводов в различных р-нах страны. В 70-х гг. Ц. п. создана во всех союзных республиках и крупных экономич. р-нах. Значительно возросло произ-во цемента в Вост. р-нах страны: с 19,5% общего объёма в 1940 до 34,5% в 1975.
Для Ц. п. характерна высокая концентрация произ-ва. Единичная мощность предприятия Ц. п. возросла со 131 тыс. т в 1940 до 1,3 млн. т в 1975. Наиболее крупными предприятиями отрасли являются: комбинат Новоросцемент мощностью 4,6 млн. т, объединение "Вольск-цемент" - 4,2 млн. т, Балакл ейский комбинат - 3,7 млн. т, Каменец-Подольский и Старооскольский цем. з-ды - по 3,7 млн. т и т. д.
Ц. п.- высокомеханизированная отрасль нар. х-ва. На многих заводах внедрены автоматизированные системы управления технологическими процессами (комбинат Новоросцемент, Липецкий, Карагандинский, Балаклейский, Чимкентский и др. заводы). На Себряковском цементном з-де им. П. А. Юдина действует автоматизированная система произ-ва. В годы 9-й пятилетки (1971-75) в соответствии с планом технического перевооружения отрасли проводилась большая работа по модернизации и обновлению действующего оборудования и вводу новых высокопроизводит. агрегатов: по мокрому способу произ-ва цемента введены в эксплуатацию печи 5 X 185 м производительностью до 1800 т клинкера в сутки, в 1973 была пущена новая печь 7 X 230 м производительностью 3000 т клинкера в сутки. С 1975 действует первая мощная печь по сухому способу произ-ва цемента 7,0-6,4 X 95 м с запечными теплообменниками, производительностью 3000 т клинкера в сутки.Началось применение мельниц самоизмельчения типа "Тидрофол". Производительность труда в Ц. п. за 1961-76 выросла более чем в 2,5 раза.
В зарубежных социалистич. странах наибольший объём произ-ва цемента приходится на Польшу, Румынию и ГДР (см. табл. 3).
Табл. 3. - Производство цемента в зарубежных социалистических странах, млн. т
1960
1970
1976
Болгария
1,6
3,7
4,4
Венгрия
1,6
2,8
4,3
ГДР
5,0
8,0
11,3
Польша
6,6
12,2
19,8
Румыния
3,1
8,1
12,5
Чехословакия
5,1
7,4
9,6
Югославия
2,4
4,4
7,6
Из капиталистич. стран Ц. п. наиболее развита в США, Италии, ФРГ, Франции. Быстрыми темпами развивается Ц. п. в Японии (см. табл. 4).
Табл. 4. - Выпуск цемента в отдельных капиталистических странах, млн. т
1960
1970
1975
США
56,1
67,4
61 ,8
Италия
16,0
33,1
34,2
ФРГ
24,9
38,3
33,5
Франция
14,3
29,0
29,4
Великобритания
13,5
17,1
16,9
Япония
22,5
57,2
65,5
Лит.: Гришманов И. А., Промышленность строительных материалов на рубеже новой пятилетки, М-, 1971; Л ю-сов А. Н., Цементная промышленность СССР. Состояние и перспективы развития, М., 1974. Р. Т. Кривобородов, А. Н. Люсов.
ЦЕМЕНТНОЕ СЫРЬЁ ПРИРОДНОЕ, горные породы, содержащие в соответствующих пропорциях CaO, SiO2, A12O3 и FeO, определяющие основные свойства цементов. Этим условиям наиболее полно отвечают мергели, содержащие 40-44% СаО. Мергели с более высоким или с более низким содержанием СаО требуют корректировки состава. Месторождения высококачественных мергелей в СССР довольно редки, поэтому большинство заводов используют смесь карбонатных и глинистых пород. В качестве основного карбонатного компонента используются известняки, мел, реже мраморы, мергели, травертин и др. Глинистый компонент вводится обычно в виде легкоплавких глин и суглинков, реже глинистых сланцев, аргиллитов, лёсса и др. По мере необходимости в сырьевую смесь вводят добавки: кре |
