презентацию (14 M, ppt)

ПРИМЕНЕНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ В
ПРОИЗВОДСТВЕ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ.
Цыганкова Ю.В., Технический Центр. Вакер. 10.07.2009
CREATING TOMORROW'S SOLUTIONS
СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ СО2 - ЭТО ГЛОБАЛЬНАЯ ЗАДАЧА ЗАЩИТЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
• Потребление энергии и изменение климата это самые
главные вызовы перед человечеством сегодня
• Климатические изменения разрушат до 20% мирового
ВВП (“Николас Стерн”).
• Совместные глобальные усилия по понижению выбросов
СО2 (Киотский протокол, и другие соглашения) могут
замедлить глобальное потепление.
• Повышение выделения СО2 считается главной причиной
парникового эффекта.
Какое влияние это могло бы оказать на наш будущий
бизнес?
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
5%
ВЫДЕЛЕНИЕ СО2 – ГЛАВНЫЙ ИСТОЧНИК ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА
Различные причины
возникновения парникового
эффекта
Вклад газов в парниковый
эффект
Озон
contribution
of gases
оксид азота
to greenhouse
effect
5%
6%
Галогенуглероды
10%
Метан
18%
61% Диоксид
углерода
source: BVK, Agenda 21
•Снижение эмиссии газов (Киотский протокол 1997 - подписан 35 странами):
• по всему миру до 5,2%.
• Россия к 2050 году на 47%
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
3%
Выработка энергии – это главный источник выбросов
Распределение выбросов CO2
Цемент
Сельское хозяйство
8%
Транспорт
Выбросы от производства
цемента
5%
44% Энергетика
20%
• глобально: 5 %
23%
Промышленность
source: Agenda 21
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА В ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ СТЕПЕНИ ВЛИЯЕТ
НА ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫБРОСЫ СО2
• Производство цемента – это
энергоемкое производство
• Потребление цемента в мире
возрастет в 2 раза к 2050 году
Очевидно, потребность
уменьшить выход СО2 в
производстве цемента и его
использовании
Source: CSI, Heidelberger
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ЦЕМЕНТНАЯ ИНДУСТРИЯ ПЫТАЕТСЯ УМЕНЬШИТЬ ЭММИССИЮ CO2 –
ВТОРИЧНОЕ ТОПЛИВО И СМЕШАННЫЕ ЦЕМЕНТЫ
Потребление цемента
[Mт] in 2006
Китай
1200
Ост. страны
1357
Индия
CША
Способы снижения эмиссии в цементой
промышленности:
 смешанный цемент с различными
характеристиками
155
125
Япония
58
Испания
57
Россия
52
Италия
43
С. Корея
42
Турция
39
Бразилия
39
• Понижение содержания клинкера. Использование
дополнительных материалов
• Использование вторичного/альтернативного
топлива
 больше вариаций в качестве цемента
source:Cement review 7th edition
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
НАШ ВКЛАД - В ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕНЬШЕ ЦЕМЕНТА ИЛИ
ПРИМЕНЕНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ДОБАВОК В ПРОИЗВОДСТВЕ
СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ
• тонкослойные техники нанесения заменяют
толстослойные (плиточные клея, штукатурки, см.
рисунок)
облегченные системы
• альтернативные минеральные вяжущие:
- гипс
- глина
- известь
• органические вяжущие (бесцементные системы)
• больше вторичных материалов в ССС (зола-унос,
фосфогипс, резиновая крошка...)
меньше цемента и потребления энергии
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
МЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ГОТОВЫ К ИЗМЕНЕНИЯМ В ЦЕМЕНТНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ЭМИССИИ CO2
• быть подготовленным к новым запросам в работе со смешанными
цементами
• Осознание новой ситуации относительно цемента
• Требуется оптимизация рецептур
• Поиски замен цементу (альтернативные вяжущие наполнители)
• Поиски инновационных решений по сохранению энергии в строительной
области
• Предоставить решения на базе VINNAPAS® полимерных порошков
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
СНИЖЕНИЕ CO2 В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Северная Америка/США:
• Ограниченное использование смешанных цементов в ССС
• эмиссии CO2 в цементной промышленности все еще не является глобальным вопросом, но:
• непостоянный и низкокачественный цемент – импорт из Китая (35 мегатонн ~ 25% общего
потребления цемента)
• последствия:
- некоторые импортируют цемент высокого качества из Германии (Milke Zement)
- склоняются к использованию быстротвердеющих систем (на основе глиноземистых
цементов)
- используют добавки для ускорения реакций цемента (CaFо)
- возвращение к продуктам на основе гипсов
Южная Америка:
• благодаря CO2 кредитной политике, вторичное топливо для цементного производства и
использование смешанных цементов
• используется главным образом CEM II
• последствия:
- трудно добиться требуемых характеристик (хранение в воде, тепле)
- компенсация низкокачественного цемента; использование CaFо
- попытки заменить цемент альтернативными вяжущими (минеральными и
органическими)
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
СНИЖЕНИЕ CO2 В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Индия:
• нарастание производства цемента (с увеличением выбросов CO2)
• 44% CEM I, 47% пуццолановых цементов, 8% шлаковых цементов
• использование смешанных цементов
• последствия:
- вариации качества цемента
- использование белых высококачественных цементов
- низкие прочностные характеристики смесей на сером цементе
Китай:
• активный рост уровня цементного производства
• 2007: 1,4 мдт цемент = 1,8 мдт CO2
• тенденция сокращения потребления энергии
• “новый сухой метод” производства цемента будет доминировать
• новые стандарты цемента не разрабатываются
• последствия:
- больше высококачественного цемента на рынке, особенно для ССС
- нестабильность качества цемента будет сокращаться
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ИЗМЕНЕНИЯ В ЦЕМЕНТАХ ЯВЛЯЮТСЯ ЛОГИЧЕСКИМ
ПОСЛЕДСТВИЕМ.
• Сокращение выбросов
CO2 является
неизбежным
• Влияние на строительную
промышленность:
изменения в цементе
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЫБРОСЫ CO2 ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕМЕНТА: 750 КГ НА ТОННУ
КЛИНКЕРА И ПРОЦЕССЫ ОБЖИГА
Процесс декарбонизации
Что
происходит во
время
процесса
сгорания?
Kiln
• Уменьшение
массы и
объема
• образование
клинкерной
фазы
source: Heidelberg Cement
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
НЕКОТОРЫЕ СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ЯВЛЯЮТСЯ КОММЕРЧЕСКИ
И ТЕХНИЧЕСКИ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫМИ
сырьевые материалы:
сырьевые материалы:
• Цементный клинкер
• Шлаки
• Известняк
• Зола
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
Производство
стали
Цементный
завод
ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
станции
Извесняковые
карьеры
Электро
ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
18%
ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА
тип цемента
100%
другие
12%
CEM II
43%
15%
50%
16%
18%
52%
57%
CEM I
• снижение
производства
ПЦ
• увеличение
производства
смешанных
цементов
• удорожание
стоимости
продукта
45%
35%
1990
тенденция:
2000
32%
2003
25%
2009
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
35%
РОССИЯ: СТАНДАРТ НА ЦЕМЕНТ (31108-2003)
МИНИМАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЦЕМЕНТНОГО
КЛИНКЕРА (ОБ. %)
портланд цемент
портландцемент с
мин. добавками
цем I
20%
80%
цем II/A-Ш
цем II/B-Ш
35%
65%
цем II/А-П
20%
80%
цем II/A-3
80%
цем II/А-Г
пуццолановый
цем IV/A
цем V/A
10%
20%
80%
цем II/A-К
цем III/A
20%
90%
цем II/А-И
шлаковый
20%
80%
цем II/А-МК
композиционный
5%
95%
20%
80%
35%
65%
65%
35%
60%
40%
мин. содержание клинкера
другие составляющие (искл. сульфаты кальция)
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
VINNAPAS® ПОЛИМЕРНЫЙ ПОРОШОК РАБОТАЕТ КАК ВЯЖУЩЕЕ
ПОСРЕДСТВОМ ПЛЕНОЧНЫХ ДОМЕНОВ.
• частицы полимера образуют полимерные
мостики в порах затвердевшего цемента и
укрепляет его, как дополнительная добавка в
рецептуре
• полимерные частицы также образуют мостики
к таким субстратам как плитка или полистирол
и улучшают такие показатели, как прочность
сцепления с поверхностью
• защитный коллоид дезактивируется и
частицы полимера адсорбируются на
поверхности вяжущего
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
МЫ ПРЕДЛАГАЕМ АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЯЖУЩЕЕ
(схема)
Дисперсия с отдельными
полимерными частицами
Испарение воды
В конце процесса испарения –
деформация частиц
Образование гомогенной пленки
Образование пленки возможно только выше определенной температурыминимальной температуры пленкообразования;
T мин. пл. зависит от:
• природы полимеров
•присутствия коалесцентов
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ
рецептура
• Цемент
• Кварцевый песок
No.9a(HR 81-T)
• Гидратная известь
разные типы цемента
250
681
50
• Волокна Glasfaser FGCS /
70-30/3mm
1,5
• Walocel MW
40 000 PFV
2,5
• VINNAPAS® 5044 N
15
1
white CEM I 42,5
2
CEM I 52.5R
3
CEM II/A-S 42.5R
4
CEM II /B-S 42,5N
5
CEM III/A 52.5N
6
CEM III/B 32.5N
LH/HS/NA
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: СТРУКТУРА ОТРЫВА
открытое время на разных типах цемента
(wacker- test, 1д н.к)
120
white CEM I 42,5
100
CEM I 52.5R
CEM II/A-S 42.5R
failure pattern [%]
80
CEM II /B-S 42,5N
CEM III/A 52.5N
60
CEM III/B 32.5NLH/HS/NA
40
Standard
CEM I
20
CEM II / III
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
time [min]
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЛИЯНИЕ НА ССС - ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ: УДАРНАЯ ПРОЧНОСТЬ
ударная прочность в системе теплоизоляции
(28д хранения н.к. / Джоуль)
4.0
3.5
Ударная прочность
портладцемента
лучше, чем
смешанных
цементов
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0%
0%
16. 8 %
0.5
max.
35 %
69,6 %
содержание шлаков
0.0
white CEM I
42,5
CEM I 52,5R
CEM III/A-S
42.5R
CEM II/B-S
42,5N
CEMIII/B 32,5NLH/HS/NA
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
УДАРНАЯ ПРОЧНОСТЬ- ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ
ударная прочность в системе теплоизоляции
(28д хранения н.к. / Джоуль)
4.0
3.5
 Не бывает правил
без исключения:
3.0
2.5
•
2.0
1.5
1.0
0%
0%
0.5
max.
65 %
содержание шлаков
0.0
white CEM I 42,5
CEM I 52,5R
цемент с очень
тонким помолом
шлаков достигает
результатов
хорошего
портланд цемента
CEM III/A 52,5NR
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЛИЯНИЕ НА ССС – ПЛИТОЧНЫЙ КЛЕЙ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ
прочность на отрыв EN 1348 – на различных типах цемента
( N/mm²)
2д нк
28д нк
1.4
0 % Полимера
1.2
2 % Полимера
возможно и
необходимо
улучшить
адгезию на
ранних сроках,
модифицируя
полимером
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
content slag
in cement
Содержания
шлака
в цементе
0.0
35 % Milke
CEM I
52.5R
Содержание шлака в цемнте
35 % CEM
35 % CEM
35 % CEM
35 % Milke
35 % CEM
35 % CEM
II/A-S 42.5R II/B-S 42.5N III/B 32.5N - CEM I 52.5R II/A-S 42.5R II/B-S 42.5N
LH/HS/NA
35 % CEM
III/B 32.5NLH/HS/NA
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЛИЯНИЕ ССС – ПЛИТОЧНЫЙ КЛЕЙ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ
прочность на отрыв EN 1348 – разные типы цемента
(14д хранения нк / 14 д 70° C / 1 д нк Н/мм²)
0% полимера
2 % VINNAPAS® 5010 N
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
content slag in cement
0.0
35 % Milke
CEM I 52.5R
35 % CEM II/A-S 42.5R
35 % CEM II/B-S 42.5N
35 % CEM III/B 32.5N LH/HS/NA
особенно
после
хранения в
тепле
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ПЛИТОЧНЫЕ КЛЕЯ: ПРОЧНОСТЬ НА ОТРЫВ , Н/мм2
1.4
цем I 42,5
цем II 32,5 МК
1.2
Ad, 28d, нк
от.вр.20 мин
Вода(7+21)
Тепло (14+14)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0%
2%
2.3%
0%
2%
2.3%
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
САМОНИВЕЛИРЫ – РАСТЕКАНИЕ (КОЛЬЦА WACKER)
2% ПОЛИМЕРА
0 мин -133 мм
15мин -132 мм
0мин-132 мм
30 мин-132 мм
15 мин-112 мм
цем I 42,5N
30 мин-98 мм
цем II 32,5MK
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
САМОНИВЕЛИРЫ – ИСПЫТАНИЕ ПО МЕТОДУ БЕМЕ
см3/50см
2
-11.5
-12
15.2
-12.5
-13
12.8
-13.5
цем I 42.5
-14
13.1
класс
истирания
цем II
32.5 мк
-14.5
-15
2%
2% 2,3%
цем II 32.5 мк
полимер
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
САМОНИВЕЛИРЫ: ПРОЧНОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ, Н/мм2
Н/мм2
25
20
15
прочность на изгиб
прочность на сжатие
10
5
0
0%
2%
2%
цем I 42,5N
2.3%
содержание полимера
цем II 32,5MK
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ВЫВОД
• Тенденция сокращения выбросов CO2 имеет
существенное влияние на цементную
промышленность
• Увеличение обьема применения альтернативных
вяжущих
• Снижение производства клинкера и
высококачественных цементов
• Использование химических добавок нивелирует
недостатки цемента
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.
ДАВАЙТЕ СОХРАНЯТЬ ЭНЕРГИЮ ВМЕСТЕ!
www.wacker.com/vinnapas
Применение смешанных цементов в производстве сухих строительных смесей. Wacker.