Как изготавливается цемент. Как и из чего делают цемент: состав цемента, маркировка смесей и сфера их применения. Состав, из которого производят цемент
Оглянитесь, практически все здания и сооружения вокруг нас держатся только благодаря цементу. на его основе может десятилетиями стойко выдерживать все нагрузки и негативные влияния извне. Так что же в нём такого особенного: состав, рецептура, технология изготовления, «секретный ингредиент», или, может, всё вместе? Сегодня разберём, из чего делают цемент, его свойства и «рецептуру» для самостоятельного приготовления качественной цементной смеси. Как всегда, на портале сайт лучшие способы сделать ваш дом уютным и комфортным для проживания.
Любой строительный материал требует обязательной сертификации. Существует огромный перечень ГОСТов и СНиПов, согласно которым выпускаются цементные . Стандарты определяют не только качество сырья, но и сферу применения, правила транспортировки, тестирования и много другое.
Где посмотреть нормы:
- ГОСТ 31108-2003 «ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
- ГОСТ 30515-97 «ЦЕМЕНТЫ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
- ГОСТ 10178-85 «ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИя».
В этих же документах можно найти дополнительные акты и стандарты, которые помогут правильно выбрать материал для строительных работ.
Основные характеристики
На какие свойства цемента стоит обратить внимание в первую очередь:
- прочность цемента, как и , – важнейший показатель, который является определяющим при выборе сырья для строительства. Этот параметр тестируется исходя из максимальной нагрузки, которую может выдержать цементная балка;
Интересный факт! Тестируемый образец, прежде чем подвергнуться тесту, должен сохнуть не менее 28 суток.
Обычно о прочности можно узнать по маркировке блока. Обычно используются такие обозначения: М400 или М500. Выпускаются вяжущие вариации цемента от М300 до М800.
- активность при пропаривании – ещё одна немаловажная характеристика, показывающая, насколько активно гудронирует вяжущий состав. От этого показателя напрямую зависит прочность вяжущего компонента и время теповлажностной обработки. Существует 3 группы по пропариванию. Первая – самая лучшая и эффективная;
Внимание! Многие технологи экспериментируют, добавляя меньшее количество цемента, если он имеет первую группу при пропаривании. За счёт хорошей активности необходимая прочность изделия набирается быстрее. Если результаты испытаний показали третью группу активности, значит, самое время увеличить температуру ТВО, её продолжительность или, вообще, количество вяжущего элемента.
Это две самые важные характеристики вяжущего вещества, применяемого в любой сфере . Поэтому с каждой новой партии, даже если есть на руках паспорт качества, проводятся тестирования таких свойств. На основании полученных данных выполняется корректировка состава.
- сроки схватывания – время, когда начинает схватываться цементный состав. Обычно оно составляет от 45 минут до 10 часов. Чем выше температура, тем быстрее наступает схватывание;
- насыпная плотность – в рыхлом состоянии она равна примерно 900−1100 кг/см 3 , в уплотнённом – 1400−1700 кг/см 3 , истинное это значение − 3000−3100 кг/см 3 ;
- водопотребность – необходимое количество воды для гидратации цемента и создания пластичности теста. Как правило, берётся примерно 17% воды от массы цемента, необходимой для гидратации. Но бывает, что такой показатель увеличивают из-за того, что водопотребность самого цемента выше.
Насколько качественно вяжущее свойство получилось, тестируют ещё в заводских лабораториях и на основании подобных испытаний выдают паспорт качества, из которого мы и узнаем все характеристики. Но его получаем только через месяц, так как паспорт выдаётся на основании испытаний образцов в 28-суточном возрасте. Поэтому каждую новую партию независимо тестируют в лаборатории, чтобы узнать, насколько он качественный. Последнее же зависит от состава самого вяжущего материала.
Из чего делают цемент: подробный состав
Основой любого вяжущего является цементный и всего 15−20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики. Представляет собой продукт обжига сырья (в основном это известняк и глина), имеющего вид гранул от 1 до 6 см.
Весь процесс обжига происходит в специальных печах при высоких температурах − примерно +1500°C. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Позже эти гранулы дополнительно обрабатывают и дробят. Есть несколько видов изготовления вяжущего, но производство клинкера практически всегда остаётся без изменений.
Гипс также является неотъемлемым компонентом любого вида цемента. Его долевое содержание не превышает 6%. Именно благодаря ему происходит регулирование времени схватывания цементного теста.
Добавки – необходимый ингредиент для любого вяжущего. Именно они гарантируют вяжущему веществу определённые характеристики и увеличивают их показатели, например, морозостойкости, прочности и другое. В зависимости от того, какие именно добавки использовались, различаются цементы по химическому составу и, соответственно, области применения.
Химический состав цемента
«Химия» цемента – сложное направление работы с вяжущей смесью. Да и знать подробную химическую формулу всех составляющих строителям необязательно. Прежде всего, это необходимо инженерам и техникам, испытывающим новые комбинации состава скрепляющих смесей. Обычно цемент состоит из следующих компонентов.
- 67% − оксида кальция (СаО);
- 22% − диоксида кремния (SiO2);
- 5% − окиси алюминия (Al2О3);
- 3% − оксида железа (Fe2O3);
- 3% − прочие компоненты.
Как делают цемент на производстве
На сегодня существует несколько способов производства:
- Мокрый метод – первая технология, по которой стали изготавливать цемент. По ней работают и по сей день, правда, немного по усовершенствованной методике.
- Сухой способ – более современный метод производства вяжущего, отличающийся большей экономностью сырья и энергетических ресурсов. Но, что самое важное, именно по этой технологии выбросы в атмосферу сокращаются.
- Комбинированные методики в России используются редко, в основном на предприятиях, работающих с зарубежными партнёрами. Например, как Вольский цементный завод.
Осветить более подробно, всё же, хотелось именно мокрый метод производства цемента, так как по нему работают практические все цементные заводы в России и странах СНГ. На фото ниже представлены производственные мощности «Уралцемента» в Челябинской области, который начал свою работу 1957 году. Здесь вяжущее производят на основе известняка и глины по мокрому методу. В качестве топлива используют газ.Начинается производство в карьере с добычи основного сырья.
Полученный тонкодисперстный шлам отправляется во вращающуюся печь, где обжигается при температуре +1450°C. Результат этого процесса – клинкер.
Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках, после чего транспортируется для дальнейшего измельчения в мельнице.
К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.
Готовый цемент отправляют на хранение в специальные бункера.
На таком крупном производственном предприятии просто не может быть лаборатории, сотрудники которой пристально следят за каждым производственным процессом и качеством цемента.
Это основные производственные процессы по мокрой технологии. На всех заводах они идентичны. Единственное, делаются правки на сырьевые компоненты и специфику оборудования. Из чего и как делают цемент подробно расскажут видео.
Как сделать цемент в домашних условиях
Несмотря на сложный процесс производства, сделать цемент можно и своими руками. Конечно, не по классической технологии с мельчащим дроблением клинкера и обжигом при высоких температурах. Рассмотрим один из популярных рецептов:
- Получаемый состав применяется для заделки щелей и прочих несовершенств в и .
- Потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода. Всё в равных пропорциях.
- Все ингредиенты смешиваются до получения консистенции сметаны. В таком виде подобный «цемент» и используется.
Только не стоит делать его слишком много – подобный состав быстро сохнет.
Ещё один популярный рецепт на основе глицерина. Распространённость он получил из-за хорошей прочности:
- Свинцовый глёт растирается до максимально тонкого состояния и высушивается в печи любого типа под действием высоких температур.
- В полученный «клинкер» добавляется глицерин.
- Домашний цемент, изготовленный таким способом, больше всего напоминает магазинный аналог.
Как приготовить цементный раствор из творога
Никогда не задумывались, как получают цемент из творога? Оказывается, и такой цемент есть. Как создать такую смесь? Очень просто:
- Тонким слоем высушивается творог из снятого молока без сыворотки. Получится своеобразный порошок – 1 часть.
- Потребуется также едкая известь – 10 частей.
- Подобные ингредиенты смешиваются, и в них добавляется вода. Всё перемешивается и доводится до кашицеобразного состояния.
Внимание! Подобный раствор очень быстро застывает. Поэтому разводится на несколько операций. Применяется готовый состав также для заделки щелей и трещин.
Цемент по нетрадиционной технологии
Нетрадиционный метод создания цемента популярен в Китае. В качестве одного из основных ингредиентов используется свиная кровь. Несмотря на то, что морально-этическая сторона этого вопроса вызывает много споров, с точки зрения крепости и прочности, такой материал вопросов не вызывает.
Итак, особые ингредиенты китайских мастеров:
- квасцы в порошке – 6 частей;
- свиная кровь свежая – 40 частей;
- гашённая известь-пушонка – 54 части.
Все ингредиенты смешиваются до однородного состояния. Полученный состав обладает хорошей прочностью и адгезией, поэтому в последнее время он довольно популярен.
Пропорции для цементного раствора, или Как правильно разводить цемент
Как сделать раствор цементный из альтернативных материалов, мы узнали. А теперь рассмотрим классический состав цементного раствора, который применяется для швов, трещин, ремонта , склейки и . По сути, это обычный кладочный раствор, где цемент и песок по традиции смешиваются в долях: 1:3. По желанию к нему добавляют пластификаторы.
Внимание! Не используйте моющие средства для повышения пластичности подобного раствора. Со временем он выкрошится и рассыпется.
Для выравнивания мелких трещин больше подходит приготовление цементной пасты из обычного вяжущего материала любой марки и воды. Они просто смешиваются в определённых пропорциях до получения сметанообразной консистенции. Такой раствор прекрасно заполняет мелкие щели, быстро сохнет и отлично поддаётся шлифовке.
Цемент – основа любого дома. Так или иначе, этот материал используется на разных этапах. Даже при строительстве сруба из железобетона – основной каркасный элемент. По этой причине важно внимательно относится к его качеству, обращать внимание на все моменты, о которых мы подробно рассказали в статье.
Из чего делают цемент: типы и разновидности смеси + процесс изготовления + необходимое оборудование + как делается клинкерный цемент.
Бизнес может быть построен в самых разных сферах, но именно строительная отрасль является для человечества базовой, ведь поиском укрытия и жилья занимались еще первобытные люди.
На сегодня уже пройден путь от примитивных пещер до современных небоскребов или комфортных особняков. Все это стало возможным благодаря изобретению цемента, спрос на который есть всегда.
Из чего делают цемент? Ответим в статье.
Цементный бизнес: основы
Цемент - это связующая субстанция, которая используется в строительстве. Вяжущее вещество имеет свойство практически намертво закреплять попавшие в него элементы под воздействием воды и воздуха.
Высыхая, он создает монолитную поверхность, что очень важно при возведении современных зданий. Кроме того, он устойчив к перепадам температур и большинству других климатических факторов, а главное – в застывшем виде не вреден для здоровья.
Поскольку строить либо латать дыры в стенах нужно всегда, независимо от экономической ситуации в стране, то и спрос на этот товар высокий, а расходные материалы – дешевые.
Потому доходность бизнес-модели предприятий, которые делают цемент, всегда высока. Разве это не мечта предпринимателя: низкие расходы при стабильных доходах?
Но тут есть и минусы, самым главным из которых является относительно высокий стартовый капитал , который нужен для запуска полноценного производства цемента.
Следующим сдерживающим фактором для инвестиций в эту сферу является жесткий контроль качества : не стоит забывать, что от этого зависит безопасность построек. Если многоэтажка из-за вашего цемента рухнет, то с кого будет спрос?
Но все эти проблемы не останавливают , а значит все это вполне реализуемо.
Типы и виды материалов из чего делают цемент
На сегодняшний день базовым компонентом цемента является клинкер, но еще 15% приходится на минеральную смесь, как того требуют ГОСТы.
Кстати, если довести долю промышленных химикатов в смеси до 20%, то это уже будет «пуццолановый цемент», для которого есть отдельные стандарты.
Так, ГОСТ 10178-76 регламентирует производство чистого состава, а ГОСТ 21-9-74 – смеси с различными химическими добавками.
В целом, все свойства цемента можно объединить в 7 пунктов, которые позволяют настроить производство под разного клиента – от фермера, которому нужно заделать дыру в сарае, до крупной строительной фирмы из Москва-Сити:
Помимо этого, разделяют цемент с оглядкой на то, из чего его делают и как его применяют:
| № | Тип | Краткое описание свойств; из чего делают цемент |
|---|---|---|
| 1. | Известковый  | Стандартный цемент без добавок. |
| 2. | Мергелистый | Смесь на основе мергелистых пород. |
| 3. | Глинистый с добавками шлака и боксита | Шлак и боксит делают цемент водонепроницаемым, огне- и морозоустойчивым. |
| 4. | Портландцемент и шлакопортландцемент | Смесь с карбонатными либо шлаковыми добавками, а также с остатками глинозема. Особенность в том, что обрабатывается при температуре 1500 градусов. При высыхании превращается в крепкий каменный массив, что активно применяется при возведении крупных построек и памятников. |
| 5. | Тампонажный | Смесь с улучшенными характеристиками воздухонепроницаемости. Делают этот цемент для нужд газодобывающей и другой промышленности, требующей качественной изоляции. |
| 6. | Гидравлический | Смесь для взаимодействия с высоким давлением. |
| 7. | Напрягающий | Быстросохнущая смесь. |
| 8. | Сульфатостойкий | Медленносохнущая смесь с повышенной защитой от морозов. |
| 9. | Декоративный | Смесь делают для декоративных целей, потому имеет белый цвет за счет большого процента гипса. |
Как делают цемент?
Из чего делают цемент мы разобрались, теперь немного о технологиях его производства.
Современная технология включает в себя несколько этапов и элементов, формируя вертикальноинтегрированную структуру – от добычи пород, до сбыта цементной смеси либо клинкера на оптовом рынке.
Производство цемента в промышленных масштабах начинается со сноса целой горы, потому малому бизнесу это вряд ли по силам.
Для этого потребуется дорогая горнодобывающая техника, а также целый заводской цех со сложным оборудованием, потому первоначальные инвестиции могут превышать 500 000 000 рублей, а с учетом инфляции и курсовых скачков – до 1 млрд.
Либо ЗАО, со всей разрешительной документацией (особенно по части экологии).
На первом этапе производства делают снос горы либо глубокий котлован для доступа до «материка» — под слоем почвы и черноземов находятся глины и известняки, которые и нужны для этих целей. Глубиной котлован делают около 10 м.
Оборудование, при помощи которого делают цемент:
| № | Тип оборудования: |
|---|---|
| 1. | дробилка для известняка; |
| 2. | мельница для измельчения продукции; |
| 3. | мельница-мешалка для глины; |
| 4. | шаровая трубная мельница (чтобы измельчить, а затем смешать сырье); |
| 5. | вращающаяся печь для обжига (с целью получения клинкера); |
| 6. | промышленный холодильник (чтобы охладить клинкер); |
| 7. | электрофильтр, пылеосадительная камера; |
| 8. | баки, шламбассейны; |
| 9. | насосы для подачи сырья; |
| 10. | бункер для отработанных газов; |
| 11. | оборудование для упаковки и отгрузки цемента (мешки пакуются по 5, 20, 50 кг); |
После этого известняк и глину привозят самосвалами на завод, где измельчают до порошкообразного состояния.
Затем смесь обжигают при температуре 1500 градусов, в результате чего получается гранулированный клинкер – база из которой и делают цемент. Некоторые производители сбывают и сам клинкер более мелким компаниям.
Для получения клинкера потребуется максимум всех затрат, поскольку придется закупать известняк и глину либо приобретать самосвалы, экскаваторы и пр.
Плюс к этому нужны дробилки, которые работают в три этапа – от дробления крупных камней до превращения смеси порошок. Потребуется и специальная промышленная печь. Все это связывает конвейерная лента.
По подсчетам игроков рынка, на производство клинкера приходится свыше 70% себестоимости готового товара. Чтобы себя окупало, нужно выпускать около 800 тонн смеси в сутки либо 176 000 тонн в год.
Как делают цемент из клинкера?
Готовую смесь делают из клинкера, гипса, песка и минеральных добавлений. После измельчения и обжига крупные комья дробят до размера гранул 1 – 100 мкм, как того требуют ГОСТы.
При этом технология требует поочередного дробления отдельных компонентов до смешивания. Так, например, первым делом дробят застывший клинкер, затем добавляют измельченный гипс, и только потом делают цементную смесь, добавляя туда промышленные химикаты. Затем идет сушка и финальное измельчение.
Если вы намерены продавать сухой продукт, то далее идет фасовка по мешкам. Если же вы намерены продавать его в готовом виде, то перед погрузкой на цементовозы в смесь добавляют воду и другие жидкие химикаты, которые предотвращают преждевременное застывание внутри автомобиля.
Важно понимать, что если вы решили строить своё предприятие по изготовлению цемента без посредников, а продавать готовый продукт с более высокой добавочной стоимостью, то есть смысл довести этот процесс до конца.
Для этого надо закупить еще одну печь и дробилки, охладитель, а также дозирующую установку.
Плюс к этому нужно сразу решить, как вы будете отправлять цемент на рынок. Крупные строительные компании делают свой выбор в пользу цементовозов, где перевозят уже готовую жидкую смесь – с песком и прочими химикатами (если надо), чтобы его можно были применять в работе прямо сейчас.
Малые фирмы, а также торговые сети отдают приоритет упаковкам с сухой смесью, которые делают в нескольких вариантах – от мелких пакетов до 5 кг, до мешков в 40 и более килограмм. применяют одноразовые бумажные.
Если выбрать этот сухой способ, то потребуется специальное оборудование для фасовки и сортировки цемента, а также склад.
Разобравшись с тем, из чего делают цемент , можно смело браться за его производство на своем предприятии.
Хотите узнать, как и из чего делают цемент?
Весь технологический процесс в одном видео:
Конъюнктура в период кризиса не простая, но строить люди все равно будут, а значит спрос на цемент будет.
Полезная статья? Не пропустите новые!
Введите e-mail и получайте новые статьи на почту
Само слово «цемент» происходит от латинского названия, которое в буквальном переводе означает «битый камень». Это сыпучее вещество - одно из самых распространенных на земле материалов, применяемых в разном типе строительства.
Из цемента изготавливают бетон, им заливают фундамент, он применяется для штукатурных работ, работ по реставрации. Популярные ЖБИ изделия армированные и обычные также изготавливаются на основе этого сыпучего материала.
Из чего же состоит цемент и что по сути он из себя представляет. В зависимости от вида смеси и марки состав будет несколько отличаться, но главные компоненты останутся неизменны.
Из чего состоит цемент, его химические свойства
М 800
Цемент М 800, эта самая редко используемая марка. Его число означает, что бетон, сделанный из этого цемента, выдерживает нагрузку до 800 кг/см3.
В его состав входит щебень из высокопрочных горных пород, пластификаторы, добавки, повышающие прочностные характеристики бетона.
Он предназначен для укрепления конструкций, к которым предъявляются очень высокие требования к прочности, пропорции раствора тщательно соблюдаются.
Его свойства:
- высокая способность противостояния агрессивному воздействию сульфатов на долгий период;
- морозостойкость;
- влияет на ускоренное затвердевания готового состава;
- не требует при изготовлении много жидкости для лучшей подвижности.
М 700
Бетон из цемента М 700 относится к тяжелым бетонам и обладает высокой прочностью. В состав цементной смеси входят вещества, которые ускоряют скорость схватывания раствора и также, как и М 800 увеличивают прочность конструкций.
В состав бетона входят: портландцемент, размолотый щебень, отборный песок, различные пластификаторы, малое количество хорошо очищенной воды. Для большей подвижности добавляют вещества, которые сохранят прочность на нужном уровне.
Цемент М 700 обладает такими достоинствами:
- эстетическими качествами;
- высокой прочностью;
- водонепроницаемостью;
- использование на любых типах покрытия;
- белый цемент стоек к минусовым температурам.
М 600
Цемент М 600. Эта марка изготавливается, как и большинство других, часто используемых марок из глины и известняка и подвергается обработке при высокой температуре.
Данный цемент прочный и чаще остальных применяется при возведения сооружений стратегического назначения и военных объектов.
Также он используется при:
- аварийных работах;
- реконструкции;
- восстановительных работах.
Этот вид цемента не используют при изготовлении ЖБИ общего назначения. Конечно, можно данную марку использовать, например, в частном строительстве для увеличения срока службы сооружений, но это приведет к полной отсутствии экономии, которая не будет оправдана.
Марка цемента , схожа с маркой 600, но имеет более широкую сферу применения:
- изготовление армированных фундаментов;
- армированных плит и колонн;
- аварийно-восстановительные работы;
- изготовление балок и плит перекрытия;
- монтаж дорожных покрытий.
Изготавливается смесь из промежуточного клинкера, гипсового камня и доменной шихты, которая обладает термической прочностью.
У марки есть две разновидности.
Первая - М500 Д0 в которой нет никаких примесей и добавок, эта чистая смесь глиняных и известняковых пород, бетон из этой смеси водостоек и быстро застывает.
Вторая - М 500 Д20, предполагает добавки в состав цемента не более 20%.
Первый вариант используется при строительстве и изготовлении бетона, второй вариант с добавками чаще идет на приготовление -отделочных смесей и для выполнения кладочных работ, смесь из такого цемента хорошо противостоит коррозии.
Цемент используется во многих видах строительства, относится к портландцементам.
Смесь применяется:
- при изготовлении ЖБИ изделий;
- в многоэтажном строительстве;
- при возведении мостов;
- для изготовления подпорных стенок;
- в устройстве свайного и ленточного фундаментов.
Цемент М 300 один из самых распространенных марок, и он используется:
- в малоэтажном строительстве;
- в гражданском строительстве;
- для монтажных работ.
Экономически обоснованной сферой применения этой смеси является строительство монолитных .
Такая марка по своим характеристикам и составу хорошо подходит также для изготовления заграждений ленточного типа, подпорных конструкций, автомобильных дорог и дорожного покрытия, плиточных каркасов, плит перекрытия, стен, ступеней лестниц и т. д.
М 200, М 100
Эти две марки имеют стоимость ниже остальных и не отличаются повышенными прочными характеристиками. Основная сфера использования М100 - отделочные работы, полов, черновые дорожные работы.
Цемент М 200 используется для приготовления бетонной смеси, которая пригодна для строительства конструкций небольшого веса.
В настоящее время обе марки сняты с производства.
Каждая марка цемента имеет дополнительное буквенное обозначение, например:
- ПЦ означает портландцемент;
- ШПЦ - шлакопортландцемент;
- ПЛ - пластификат;
- СС - сульфатостойкий цемент;
- БЦ - белый цемент;ГФ - гидрофобный;
- ВРЦ - цемент со скорым затвердеванием.
Гидрофобный цемент, который способен отталкивать воду и быть устойчивым к влаге, изготавливается с добавлением веществ мелкого помола, которые не размокают в воде. Такой цемент в сухом виде дольше хранится. Гидрофобный сухой материал придает бетону и повышенную морозоустойчивость в сравнение с обычным.
Богатый выбор цемента и постоянно развивающиеся технологии при его производстве и добыче горных пород позволяет воплощать в реальность многие задумки по строительству или ремонтным, архитектурным работам даже при любых климатических условиях.
Так было не всегда и, хотя бетонные постройки существовали более 5000 лет назад до нашей эры, по-настоящему высокая технологичность процесса изготовления цемента появилась только в 20 веке и продолжает развиваться.
Цемент – вяжущая субстанция, которая имеет свойство твердеть в воде и на открытом воздухе. Разберемся, из чего делают цемент, правда, тут еще все заивист от . Он образуется путем измельчения клинкера, гипса и специальных добавок. Клинкер – это результат обжига сырьевой смеси, которая включает в себя известняк, глину и прочие материалы (доменный шлак, нефелиновый шлам, мергель). Ингредиенты берут в определенном соотношении, что обеспечивает образование силикатов кальция, алюмоферритной и алюминатной фаз.
Впервые патент на цемент был зарегистрирован в 1824 году, в Англии, Д. Аспиндом. Тогда автор патента смешивал пыль извести с глиной, обрабатывал смесь посредством высокой температуры. В результате получал серый клинкер. Далее материал размалывался и заливался водой.
Из чего состоит цемент сегодня? По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента. Именно от него зависят свойства и крепость строительного материала. Кроме того, в состав входят активные минеральные добавки (15%) в соответствии со стандартами производства. Они незначительно влияют на основные свойства и технические характеристики строительного материала. Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены, а называться он будет пуццолановым цементом.
В рассыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/куб м, уплотненном – до 2000 кг/куб. м. Рассчитывая емкость складов для хранения, вес цемента равняется 1200 кг/куб. м. Выпуск цемента без добавок регламентирует ГОСТ 10178-76, с добавками – ГОСТ 21-9-74.
Основные характеристики цемента
В зависимости от того, из чего сделан цемент, материал имеет разные свойства. К основным из них относятся:
1. Прочность
. Это параметр, который отвечает за разрушение материала под воздействием определенных условий. В зависимости от механической прочности, выделяют четыре типа цемента: 400, 500, 550 и 600.
2. . Определяется путем укладки цементного теста нормальной густоты на ровную поверхность – цемент должен равномерно изменять свой объем при высыхании. Иначе его нельзя будет применять в строительстве ввиду возможных разрушений покрытия в результате чрезмерного напряжения. Изменения объема проверяются путем кипячения застывших лепешек из цемента.
3. Зернистость помола
. Параметр оказывает влияние на скорость высыхания и прочность. Чем мельче помол, тем лучше и прочнее цемент, особенно на первом этапе затвердения. Зернистость помола определяется удельной поверхностью частиц, которые входят в состав 1 кг цемента, и колеблется в пределах 3000-3200 кг/куб. м.
4. Плотность
. Затраты воды для создания смеси. Это количество воды при затворении, необходимое для нормальной укладки и высыхания материала. Чтобы сократить ее расход и повысить пластичность цемента, применяют пластифицирующие органические и неорганические вещества. К примеру, сульфидно-дрожжевую бражку.
5. Стойкость к морозам
. Параметр позволяет определить способность выдерживать временное замораживание воды, вследствие которого ее объем увеличивается на 8-9%. Вода давит на стенки цементного (бетонного) покрытия, а это, в свою очередь, нарушает структуру раствора, постепенно разрушая его.
6. Сцепление с арматурой
.
7. Тепловыделение
– в процессе застывания цемента выделяется тепло. Если это происходит медленно и постепенно, то покрытие застывает равномерно, без появления трещин. Количество и скорость выделения тепла можно уменьшить путем использования специального минералогического состава, который добавляют в раствор.
Сегодня производится множество видов цемента. То, из чего состоит цемент, в большей степени влияет и на его свойства. В зависимости от сырьевой основы, выделяют такие виды цемента:
- известковый;
- мергелистый;
- глинистый цемент с добавками шлака и боксита. Его особенность – водонепроницаемость, морозоустойчивость, огнеустойчивость.
В основном при изготовлении цемента применяют глинистые и карбонатные соединения. Иногда – искусственное сырье (отходы, шлаки) или другие природные материалы (остатки глинозема).
Различают . Портландцемент быстро твердеет и может содержать в своем составе минеральные добавки от 10 до 15%. Клинкер и гипс (основные компоненты), входящие в его состав, обжигают при температуре 1500 градусов Цельсия. Портландцемент активно применяют для проведения современных строительных работ. Его главным свойством является способность превращаться в твердую каменную глыбу даже при взаимодействии с водой.
Кроме портландцемента и шлакопортландцемента, различают следующие виды цемента:
- гидравлический;
- напрягающий – имеет свойство быстро схватываться и высыхать;
- тампонажный – предназначен для бетонирования газовых и нефтескважин;
- декоративный (белый);
- сульфатостойкий - его отличительная особенность – низкая скорость затвердевания и повышенная морозоустойчивость.
Сферы использования
Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций. Марка 400 используется для заливки фундамента и сооружения балок перекрытий в высотных зданиях.
Выполняет функцию вяжущего вещества. От его качества зависит окончательная прочность бетонного изделия. Многих начинающих строителей интересует вопрос про цемент – из чего делают, и от чего зависят его качества? Материал получают в процессе разрушения клинкера, гипса и добавок. Клинкер – это основное вещество в составе цемента, получающееся после спекания сырья, основу которого составляют глина и известняк. В составе могут присутствовать мергель, шлак из доменных печей, нефелиновый шлам.
Состав цемента
В вопросе, из чего сделан цемент, принципиальных изменений не было уже давно, состав сохранился с прошлых столетий. Основу всегда составлял клинкер, также в состав входят минеральные добавки с оптимальным содержанием 15-20 %. В такой концентрации минералы оказывают малозначимое влияние на эксплуатационные и технические характеристики. Если концентрация добавок свыше 20 %, свойства сильно изменятся, состав называют пуццолановый цемент.
Химический состав цемента:
- алит (Са3SiO5) – увеличивает скорость взаимодействия с водой. Компонент важен на этапе приобретения прочности. В составе клинкера количество трёхкальциевого силита составляет 50–70 %;
- белит (Ca2SiO4) – обеспечивает набор прочности на поздних этапах застывания. Изначально слабо реагирует на воду, увеличение прочности за счёт двухкальциевого силиката вначале практически не происходит. В клинкере содержится 15–30 %;
- алюминатная фаза (Са3Al2O6) – при смешивании с водой провоцирует быструю реакцию, обеспечивает начальное схватывание. Для контроля за процессом застывания в состав добавляют гипс и подобные вещества. Трёхкальциевого алюмината содержится 5–10 %;
- ферритная фаза (Са3Al2O6). Вступает в активную фазу реакции между циклами алита и белита. Количество четырёхкальциевого алюмоферрита составляет 5–15 %;
- остальные компоненты – сульфаты щелочного типа, оксид кальция – до 3 %.
Пропорции химических веществ в цементном растворе могут отличаться, но обычно в пределах указанных значений.
Основные характеристики цемента
Технология изготовления предусматривает соблюдение нормативов ГОСТ 10178-76. Состав может включать добавки.
Если они присутствуют, изменяются характеристики цемента:
- прочность – возможность материала выдерживать определённые нагрузки до наступления разрушения. Прочностные показатели и способность к затвердеванию в процессе гидратации – это взаимосвязанные понятия, для приобретения прочности требуется длительное время, от 28 дней. Цемент разделяется на марки, обозначаются буквой М и индексом: 300, 400, 500, есть менее распространённые составы высокой прочности – М600, М700, М800;
Ингредиенты берут в определенном соотношении, что обеспечивает образование силикатов кальция, алюмоферритной и алюминатной фаз - время застывания. На процесс гидратации и окончательного застывания материала влияет тонкость помола клинкера. По мере уменьшения зерна увеличивается прочность. При определении застывания растворов и бетонов учитывается нормальная густота состава. Продолжительность до схватывания зависит от водопотребности и количества минералов. При нормальной густоте схватывание заснимает от 45 минут до 10 часов. При увеличении температуры сроки сокращаются, в холодное время – увеличиваются;
- водопотребность – это потребление воды для гидратации вещества и приобретения достаточной пластичности. Обычно рекомендуется состав с 15–17 % жидкости. Для увеличения подвижности раствора можно закладывать воду в пропорции 30–35 %;
- плотность насыпи. Истинная плотность материала составляет 3000–3100 кг/см3. Плотность после высыпания 900–1100 кг/см3, после уплотнения показатель составляет 1400–1700 кг/см3;
- устойчивость к коррозии. На показатель влияет минеральный состав и . По мере снижения зернистости клинкера и увеличения пористости уменьшается устойчивость к коррозии;
- тепловыведение. В ходе застывания из цемента неизбежно выделяется тепло. Если скорость течения процесса относительно низкая, уменьшается риск появления трещин в процессе эксплуатации. Быстрое тепловыделение – это нежелательный процесс при строительстве многоэтажных и высоконагруженных зданий. Для регулировки тепловыделения в состав вносятся активные и инертные добавки;
- морозостойкость. Показатель отражает устойчивость к замерзанию и оттаиванию как в пресной, так и солёной воде.
Виды цемента
В зависимости от того, из чего сделан цемент, материал различается по группам. Каждый вид обладает особыми техническими характеристиками.
Сегодня производится множество видов цемента На основании материала изготовления выделяют группы:
- известковый;
- мергелистый;
- глинистый. Рекомендуется внесение вспомогательных компонентов цемента, боксита и шлака для , огне- и морозоустойчивости.
Преимущественно производство цемента включает соединения карбона и глины, но в отдельных видах выполняется внесение искусственных веществ (шлаков, отходов металлургии и химического производства) и естественных компонентов (глинозема).
Цемент делят на следующие виды:
- портландцемент. Отличается высокой скоростью затвердевания, включает 10–15 % минеральных веществ. В основу портландцемента закладывается гипс и клинкер, которые проходят обжиг при температуре 1500 °С. Его активно используют в современном строительстве благодаря способности создавать монолитные конструкции при смешивании с водой;
- шлакопортландцемент. В составе присутствуют те же компоненты, а также доменные шлаки;
- гидравлический;
- напрягающий – быстро схватывается и застывает;
- тампонажный. Применяется для создания бетонных конструкций в сфере газо- и нефтедобычи;
- декоративный, отличается белым цветом;
- сульфатостойкий. Главные отличия сводятся к низкой скорости застывания и высокой устойчивости к минусовым температурам.
Различают портландцемент и шлакопортландцемент Сферы использования
Бетон применяют в строительстве повсеместно, его область применения практически не ограничена. С помощью цементного раствора создают железобетонные конструкции, заливают фундаменты, балки, основания и другие части сооружения. В последнее время популярно изготовление монолитных построек, где стены, основа и крыша выполнены полностью из бетона, не считая кровельных и отделочных материалов.
Что делают из цемента:
- несущие стены, колонны, перегородки;
- плиты перекрытий;
- фундамент, стяжка, ;
- различные плиты, стеновые блоки и т. д.
Состав
На практике процедура изготовления материала не слишком сложна, а химические вещества представляются в виде распространённых природных ресурсов. Правила, как делают цемент, приблизительно одинаковые для всех марок, в основе всегда известняк и глина.
Основные компоненты состава:
- клинкер. Чаще всего концентрация известняка в клинкере в 3 раза превосходит количество глины, что определяет показатели прочности. Вносится в форме гранул с размерами до 60 мм. Компонент подвергают термообработке при температуре 1500 °С. В процессе расплавления появляется масса с большим количеством кремнезёма и кальциевым диоксидом;
Прочность. Это параметр, который отвечает за разрушение материала под воздействием определенных условий - гипс влияет на скорость гидратации цемента. Стандартно в состав добавляется до 6 % компонента;
- различные вспомогательные добавки. Присадки используются для увеличения пластичности состава, повышения устойчивости к холодам, ускорения застывания. Благодаря наличию добавок цемент можно применять в более широком спектре работ.
Процесс изготовления
Важно точно знать, как делают цемент и из чего, это поможет правильно понимать свойства материала и обеспечит высокое качество конструкции.
Рассмотрим поэтапно цемент как делают:
- Перемешивание всех компонентов для создания клинкера. В его состав вводится 75 % известняка и 25 % глины.
- Обжиг при воздействии высокой температуры, процедура помогает сформировать клинкер. Глина с известью соединяются при нагреве до температуры 1450 °С и выше.
- Разрушение материала для создания пылеобразной фракции. Измельчение выполняется шаровыми мельницами – это барабаны с горизонтальным размещением, внутри их располагаются металлические шары, которые разрушают твёрдые, крупные частицы клинкера. По мере снижения фракции увеличиваются технические характеристики и марка состава.
Заключение
Отличительными чертами цемента являются долговечность, относительно быстрый процесс застывания, устойчивость к внешней среде, лёгкость приготовления и использования. После застывания получается высокопрочный материал, который способен удерживать многоэтажные здания с минимальным износом и низким риском деформаций.
