Цемент: виды и особенности производства

Цемент: его состав и свойства

Сегодня существует огромное количество различных стройматериалов, которые имеют свои преимущества и недостатки. Но, пожалуй, самым популярным из них является цемент. Его используют практически на всех этапах строительства, начиная от монтажа фундамента и заканчивая внутренней отделкой стен. Объяснить его популярность достаточно просто: он обладает высокой прочностью, вяжущим эффектом, позволяет скрыть любые дефекты, с легкостью выдерживает повышенные нагрузки, не боится отрицательных температур. Можно смело сказать, что до сих пор аналогов цементу просто не существует. Именно поэтому он еще долгое время будет оставаться №1 среди всех видов стройматериалов.

Что такое цемент?

Цемент – это стройматериал, который выступает в качестве вяжущего элемента в различных растворах. В целом он представляет собой серый порошок. В отдельно взятых случаях он может иметь изумрудный оттенок. Итоговый цвет цементного порошка зависит от добавок, которые в нём содержатся.

Чтобы получить бетонную смесь, необходимо смешать цемент, воду, песок. При необходимости могут добавляться и другие компоненты. Их выбор зависит от целей и задач, которые необходимо решить. После добавления воды все компоненты образуют пластичную массу, которая со временем начинает затвердевать и трансформироваться в высокопрочный искусственный камень.

История появления цемента

Первое упоминание о цементе появилось примерно 2200 лет назад. В те времена цемент готовили из извести, пемзы, туфа и вулканического пепла. Полученный состав использовали в качестве скрепляющего вещества при строительстве каменных зданий. Также из цемента изготавливали цельнолитые конструкции. Но они были недостаточно прочными, из-за чего их надёжность оставляла желать лучшего.

С каждым столетием качество цемента повышалось, и в 1824 г. Джозеф Аспдин разработал аналог современного портландцемента. Он отличался прекрасным вяжущим эффектом, благодаря чему его можно было использовать для приготовления бетона. Затвердевший материал отличался повышенной прочностью и износостойкостью.

Однако, несмотря на то, что он прекрасно выдерживал сжатие, растяжения бетона приводили к его разрушению. Инженеры обратили внимание на тот факт, что металлические балки, наоборот, не боятся растяжений, но плохо работают на сжатие. В итоге практически одновременно несколько специалистов пришли к выводу, что необходимо объединить эти две особенности.

В начале 1850-ых годов французский инженер Жан-Луи Ламбо построил небольшие лодки. В качестве исходного материала он использовал бетон, который армировал железной сеткой. Спустя несколько лет Уильям Уилкинсон стал первым, кто решил армировать металлическими балками бетонные панели. Полученные ЖБ-конструкции использовали при строительстве 2-этажного дома.

В 1854-м г. инженер-строитель Франсуа Куанье также проводил эксперименты с железобетоном. Он первым решил связать стальную арматуру перекрытий с боковыми панелями. Однако в массовом производстве железобетон начал использовать человек, который вообще не имел отношения к строительству, – это Джозеф Монье. В 1846-ом г. его назначили садовником в саду неподалёку от Лувра. Для пересадки апельсиновых деревьев на зиму в теплицу ему нужны были прочные и надежные кадки. Монье решил сделать их из бетона, но у него ничего не получалось. Полученные кадки все время трескались, даже не застыв. В итоге он решил укрепить их металлическими стержнями.

Тогда цемент не отличался прочностью и разрушался при малейших перепадах температур. Но на удивление Монье, его изобретение за 3 года интенсивной эксплуатации так и не вышло из строя – ни одна кадка не растрескалась. После этого садовник начал изготавливать из бетона и другие элементы ландшафтного дизайна.

Через несколько лет на парижской выставке он получил патент за использование армированного бетона в искусственных водоёмах. После этого последовало еще несколько патентов, в том числе за открытие ЖБ- балок, шпал, мостовых конструкций и других изделий. Через несколько лет вчерашний садовник стал самым узнаваемым человеком во Франции. Под его руководством был построен мост в замке Шазелье и еще много других конструкций.

Читайте также:
Утепление бани из керамзитобетонных блоков своими руками

Спустя некоторое время Монье продал все патенты инженеру-строителю Густаву Вайсу. Он, в свою очередь, сместил арматуру в сторону, что позволило повысить прочность и износостойкость железобетонных панелей. Можно смело сказать, что изобретение армированного бетона стало одним из важнейших событий в истории строительства.

Технология производства цемента (процесс изготовления): сырье, основные способы, оборудование

Для проведения строительных или ремонтных работ используют различные материалы, в том числе цемент разных видов и марок. Его используют для подготовки бетонных, кладочных, штукатурных растворов, для производства железобетонных изделий. Но при этом редко кто знаком с технологией производства цемента.

технология производства качественного цемента

Состав цемента

При изготовлении продукции могут быть использованы другие добавки, например, окислы кальция, магния, фосфора, соли. Но они используются в небольших количествах. Их вносят для того, чтобы получить установленные характеристики — жаропрочность, кислотоустойчивость и пр.

особенности производства цемента

Если технологический процесс позволяет, то в состав могут быть введены пластификаторы.

  1. Препятствовать проникновению влаги в конструкцию.
  2. Уменьшение времени затвердевания.
  3. Увеличение прочности.
  4. Стойкость к колебаниям температур, влиянию агрессивных сред.

химический состав цемента

Производство цемента на заводах

Выпуском цементной смеси занимаются специализированные предприятия. Чтобы получить качественный продукт требуется специальное оборудование и знание технологии. От мощности предприятия и качества сырья зависит выбор способа производства цемента.

  1. Добыча сырья, в состав которого входит гипс, глина, известняк.
  2. Дробление известняка с приданием полученному продукту необходимой влажности.
  3. Измельчение известняка. Смешивание его с глиной. Концентрация компонентов может меняться. Все зависит от характеристик используемого сырья. В основном соотношение составляет 3:1. В результате получается комбинированный, сухой или мокрый шлам.
  4. Обжиг. Сырьевая масса отправляется в печь, разогретую до 1500 градусов, где спекается и превращается в гранулированную фракцию — клинкер.
  5. Измельчение. Клинкер в специальных мельницах измельчается до порошкообразного состояния.
  6. Подготовленные ингредиенты смешиваются в соответствии с рецептурой марки будущего цемента. В процессе смешивания добавляется гипс и специальные минеральные добавки.

Цементные составы изготавливаются по проверенным технологиям. В зависимости от состава и качества используемого сырья применяются разные методы подготовки исходных материалов.

Сухой способ

При производстве не используется вода. Основные материалы — глина и известняк, дробятся на специальном оборудовании. Сушатся, перемалываются в муку. Смешиваются при помощи пневматического инструмента и подаются на обжиг.

Клинкер, что образовался после обжига, измельчается до установленной фракции, фасуется в подготовленную тару и перевозится на склад. Производство цемента сухим способом позволяет снижать производственные затраты. Но требует повышенной однородности основных материалов. К тому же является опасным, с точки зрения экологии.

Мокрый способ

Преимуществом данного метода изготовления цемента является возможность точно подобрать необходимый состав шлама, несмотря на неоднородность исходного сырья. Шлам при таком способе приобретает жидкую консистенцию. В нем содержится около 40% жидкости.

как и где производят цемент

Прежде чем сделать конечный продукт, шлам помещается в специальные технологические бассейны для корректировки состава. Затем отправляется во вращающиеся печи для обжига.

Температура обжига превышает 1000 градусов, поэтому изготовление цемента мокрым способом требует больших энергозатрат. Но дает возможность получать продукт высокого качества.

Комбинированные способы

Технология предполагает объединение сухого и мокрого способов производства цемента. Один из них может быть взят за основу, а второй — выступать в качестве дополнения. На разных предприятиях эти способы имеют различия. Все зависит от особенностей имеющегося оборудования для производства цемента, близости к месту добычи сырья, а также от потребностей на установленные марки продукта.

готовый цемент с производства

Если за основу взят мокрый метод, то сырье вначале смешивается, а затем обезвоживается в специальных сушилках с фильтрами почти до сухого состояния. Только после этой процедуры отправляется в печь. Такая технология позволяет уменьшать теплозатраты, поскольку в процессе обжига почти нет испарений.

Читайте также:
Чем прочистить канализационную трубу: применение троса и бытовой химии для чистки

Когда в основе лежит сухой способ, в процессе гранулирования готовой смеси используется вода. В обоих случаях влажность клинкера, отправляющегося в печь, около 10-18%.

Как делают белый цемент

Белый цемент, производство которого несколько отличается от технологии выпуска серого продукта, может выпускаться как мокрым, так и сухим способом. Отличается технология тем, что исходное сырье обжигается при высокой температуре и затем быстро охлаждается водой.

Клинкер этого вида продукции складывается из минеральных добавок, известняка, гипса, соли и других компонентов. Исходное сырье готовится из карбонатной и глинистой породы: известняка, каолиновой глины, отходов обогащения, кварцевого песка.

Основным достоинством и отличительной чертой белого цемента является его белоснежность. Но его производство обходится намного дороже по сравнению с серым продуктом.

Как и из чего делают цемент: все о процессе производства

Строительство без цемента невозможно. Мы расскажем, из какого сырья и как изготавливается важный и нужный материал.

Как и из чего делают цемент: все о процессе производства

Все о компонентах и способах производства цемента

Из чего состоит цемент

Материал используется очень широко. Его применяют как самостоятельный продукт и вводят в растворы. Все это благодаря свойству сухой смеси — она может становиться пластичной при добавлении воды и через некоторое время отвердевать, превращаясь в подобие камня. Ее характеристики несколько варьируются в зависимости от состава, поэтому важно знать, из чего делают цемент.

В его составе всегда пять основных ингредиентов. Разберем их на примере портландцемента, одной из самых востребованных разновидностей:

  • окись кальция — не меньше 61%;
  • кремния диоксид — не менее 20%;
  • глинозем около 4%;
  • окись железа — не меньше 2%;
  • окись магния — не менее 1 %.

В смесь вводятся добавки, улучшающие определенные характеристики материала. В качестве сырья могут использоваться разные породы. Производство обычно размещают в непосредственной близости.

В смесь вводятся добавки, улучшающие определенные характеристики материала. В качестве сырья могут использоваться разные породы. Производство обычно размещают в непосредственной близости от месторождений.

Необходимые минералы добывают открытым способом, это:

  • Карбонатные породы: доломит, мергель, ракушечник, мел и другие известняки.
  • Глинистые породы: лесс, суглинки, сланцы.

В качестве добавок используются апатиты, плавиковый шпат, кремнезем, глинозем и т.д.

Чем отличается штукатурка от шпаклевки: подробное описание для начинающих

Разновидности материала

В продажу поступает множество разновидностей цемента. Они отличаются друг от друга по целому ряду характеристик:

  • Прочность. Важнейший показатель, который указывается на маркировке. Она выполняется в виде буквы М и цифры. Последняя и обозначает прочность. Ее определяют в результате проведения технических испытаний.
  • Фракция. Определяется помолом смеси. Чем он тоньше, тем более качественной считается продукция. Идеальным считается состав из крупных и мелких частиц, поскольку только тонкий помол требует слишком большого количества воды при замесе.
  • Скорость отвердевания. Варьируется путем введения в смесь гипса. В зависимости от назначения продукта может существенно различаться.
  • Морозоустойчивость. Определяется реакцией на цикл замораживание и размораживание. Материал характеризуется количеством таких циклов, которые он выдерживает без изменения своих свойств.

Потребность в воде при замесе раствора зависит от плотности материала, поэтому количество воды для замеса разных марок разнится. Избыток жидкости уменьшает прочность цемента.

Потребность в воде при замесе раствора зависит от плотности материала, поэтому количество воды для замеса разных марок разнится. Избыток жидкости уменьшает прочность цемента.

В зависимости от области применения выделяется несколько типов цементных смесей.

Портландцемент

Отвердевает на воздухе и в воде. Минеральные добавки отсутствуют. Широко используется для возведения разноплановых монолитных конструкций.

Сульфатостойкий

Его особенность — повышенная устойчивость к химическим агрессивным средам. Характеризуется невысоким коэффициентом насыщения. Это позволяет применять сульфатостойкий цемент для строительства гидротехнических, подземных сооружений и т.п.

Пуццолановый

Может считаться разновидностью сульфатостойкого, но с добавлением активных минералов. Медленно отвердевает, имеет высокую водостойкость. Используется для гидротехнического строительства.

Глиноземистый

Повышено содержание окиси кальция и глинозема. Это позволяет смеси быстро отвердевать. Применяется для изготовления быстро твердеющих жаростойких и строительных растворов, которые находят применение при ремонтных работах, скоростном строительстве, зимнем бетонировании и т.д.

Читайте также:
Стиль поп-арт в интерьере

Кислотоупорный

В состав входит кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Замешивается не водой, а жидким стеклом. Используется для получения кислотостойких покрытий. Не выдерживает постоянного воздействия воды.

Пластифицированный

Изготавливается со специальными добавками, придающими морозостойкость и повышенную подвижность приготовленным на этом цементе растворам. Они приобретают большую прочность, лучше сопротивляются коррозионным воздействиям и отличаются повышенной водонепроницаемостью.

Шлакоцемент

В его рецепт включается шлак, процент содержания которого может варьироваться от 20% до 80% от массы продукта. Это удешевляет материал, замедляет скорость его отвердевания и увеличивает жаростойкость. Применяется для возведения наземных, подводных и подземных объектов.

Как показывает практика, самым востребованным вариантом является портландцемент. Именно его имеют в виду, когда речь идет о цементе.

Как показывает практика, самым востребованным вариантом является портландцемент. Именно его имеют в виду, когда речь идет о цементе.

Как делают цемент

Технология изготовления заключается в получении и последующем измельчении клинкера. Так называются гранулы, которые являются промежуточным продуктом производства. Их состав всегда неизменен. Это известняк и глина, смешанные в пропорции 3:1. В природе существует минерал, полностью идентичный по составу клинкеру. Он называется мергель. Однако его запасы ограничены и не могут обеспечить потребность производства.

Поэтому на заводах используется искусственный аналог мергеля. Для его получения необходимые ингредиенты тщательно смешиваются в больших емкостях специальными барабанами. Подготовленная таким образом масса подается в печи, где обжигается около четырех часов. Температура процесса составляет порядка 1500 о С. В таких условиях порошок начинает спекаться в небольшие гранулы. После остывания клинкерные зерна направляются на помол. Их измельчают в больших барабанах с шаровыми ситами грохотами. На этом этапе важно размолоть гранулы и получить порошкообразный продукт определенных размеров. Помол определяется размерами ячеек сита. Полученный порошок смешивается с необходимыми добавками, которые определяют марку и свойства продукта.

Готовые цементные материалы поступают на хранение или на участок расфасовки, где распределяются в тару различной вместимости либо загружаются в специальные автомобили-цементовозы.

Готовые цементные материалы поступают на хранение или на участок расфасовки, где распределяются в тару различной вместимости либо загружаются в специальные автомобили-цементовозы.

Несмотря на общую технологию, для производства состава в зависимости от свойств сырья могут использоваться три способа.

Сухой способ

Этот метод позволяет значительно сократить время и затраты на изготовление цементной смеси. Он предполагает несколько этапов:

  1. Сырье дробится до получения зерен мелкой фракции.
  2. Подготовленные гранулы сушатся до достижения нужной влажности. Это делается, чтобы облегчить последующие операции.
  3. Ингредиенты смешивают в определенных пропорциях. После чего измельчают, получая муку.
  4. Порошок подается во вращающуюся печь, где обжигается, но не спекается в гранулы.

После остывания готовый продукт направляется на склад или на участок фасовки.

Сухой способ считается наименее энергозатратным, а потому очень выгоден для производителей. К сожалению, он применим не для всех категорий сырья.

7 отделочных материалов, которые вы пока еще не использовали в интерьере

Мокрый способ

В некоторых случаях необходимо увлажнение подготовленного к производству материала. В таких случаях используется мокрый способ. Для приготовления клинкера, который состоит из известняка и глины, замешивается смесь из основных компонентов с добавлением воды. В результате получается вязкая масса, которую называют шламом.

Ее закладывают в печь, где происходит обжиг. В этом процессе из шлама формируются гранулы, которые после остывания отправляются на измельчение.

Полученный из клинкера порошок смешивается с размолотыми добавками. Только после этого продукт готов к расфасовке и складированию. Произведенный по такой технологии состав имеют самую выс.

Полученный из клинкера порошок смешивается с размолотыми добавками. Только после этого продукт готов к расфасовке и складированию. Произведенный по такой технологии состав имеют самую высокую себестоимость.

Декоративная штукатурка своими руками из шпаклевки: рецепты смесей и способы нанесения

Комбинированный способ

Применяется для снижения стоимости готовой продукции. Представляет собой своеобразный симбиоз сухой и мокрой технологии. Изначально замешивается шлам, который впоследствии обезвоживается. Таким образом делают клинкер. Он поступает в печь, работающую по «сухой» технологии. Далее при необходимости проводится смешивание с наполнителями, и продукт готов. Более подробно процесс показан на видео.

Качество цемента во многом зависит от сырья, из которого он произведен, и точности соблюдения всех технологических этапов. Учитывая, что характеристики изготовленных из него строительных материалов определяются качеством смеси, стоит обратить на нее самое пристальное внимание.

Читайте также:
Электрический угловой камин в интерьере

Разновидности цемента и особенности их производства

Ассортимент рынка стройматериалов предлагает покупателю широчайший выбор различных разновидностей цемента. Они различаются по составу, методам производства и конечному результату. При таком разнообразии продукции для правильного выбора нужно знать, что представляет собой каждая разновидность.

Виды цемента

Основными компонентами при производстве цемента являются глина и известняк. Их измельчают и обжигают особым способом. После получившееся сырьё смалывают в пыль, которая и является цементом.

При производстве стройматериала используют вспомогательные компоненты, которые придают готовому сырью те или иные особенности и свойства. В зависимости от наличия этих примесей различают такие разновидности цементной смеси:

  1. Портландцемент или силикатный — основа любого цемента. Он не используется в строительстве как отдельная единица, а лишь является композиционной основой для добавок. Сама смесь зеленоватого цвета, а её необычное название произошло благодаря месту первого производства цемента – в Портланде.
  2. Пластифицированный – устойчивый материал, имеющий незначительную подвижность в растворе. Цемент отлично подходит для эксплуатации в условиях низких температур. Читайте также статью о приготовлении бетонного раствора в зимних условиях.
  3. Шлаковый – является продуктом переработки доменных шлаков. В его состав в обязательном порядке входят активаторы – гипс или известь. Цемент используется в растворах бетона.
  4. Пуццолановый – раствор, который сохнет достаточно долго, но на выходе получается очень крепкое и устойчивое к коррозии изделие. Всё происходит благодаря высокому содержанию в нём минеральных примесей. Такой материал используют в возведении подводных сооружений или подземных магистралей.
  5. Глиноземный – довольно быстро твердеет в отличие от других цементов. Он обладает влагоотталкивающими свойствами. Смесь применяют в изготовлении бетонных конструкций, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности.
  6. Кислотоупорный – уникальная смесь с кислотоупорными свойствами. Отличительной чертой этого стройматериала является наличие в его составе жидкого стекла и кварцевого песка.
  7. Цветной цемент для создания декоративных элементов отделки. Он изготавливается на основе обычного портландцемента и красящих веществ – минеральных пигментов. , как и цветной, основывается на композиционной смеси и осветляющих компонентах (очищенный речной песок, мраморная пудра и др.)

На упаковках с продукцией обычно указывается полный состав, но иногда пишут только нумерационный код. Эти пометки означают свойства цемента, устойчивость его к воздействию внешней среды и допустимые нагрузки.

Этапы производства

Начинается производство цемента с добычи сырья – гипсового камня, известняка и глины. Компоненты очищают и измельчают. Смесь их называется шламом, который на втором этапе обжигают в специализированных печах при очень высоких температур.

Спёкшиеся куски называются клинкером. Именно их потом измельчают на специализированных дробилках с жерновами. Консистенция клинкера похожа на пыль. На последнем этапе производства в него добавляют гипс и необходимые минеральные добавки.

Технология производства

Технология производства может значительно отличаться в зависимости от используемых компонентов. На этапе подготовки к термической обработке шлама используют один из возможных производственных методов:

  1. Мокрый метод уместен при использовании компонентов с высокой влажностью. К ним относится пластичная глина, мел и известняки.
  2. Сухой метод полностью основан на обработке сухих компонентов.
  3. Комбинированный метод успешно используется для разнопланового сырья. Сначала смесь подготавливается с водой, а после жидкость фильтруется по особой технологии.

Шлаковый цемент изготавливается немного иначе. В его производстве отсутствует этап спекания клинкера. Доменные шлаки просто измельчаются до нужной фракции.

Из чего делают цемент – его разновидности и секреты производства

Из чего делают цемент – его разновидности и секреты производства

Для изготовления раствора при постройке фундамента или кирпичной кладки используется связующее вещество, которое называется цемент. Рассмотрим из чего делают цемент, для каких целей он нужен, а также процесс и технология производства. Разберём каким образом может изменяться состав цемента в зависимости от его назначения и для каких погодных и географических условий применяются его виды. Также ознакомимся с сырьём для изготовления и какими аналогами его можно заменять.

Читайте также:
Фундамент для дома из сип панелей: какой выбрать

Виды цемента и что это такое

Под цементом чаще всего подразумевают связывающее вещество, которым скрепляют газоблок, кирпич, шлакоблок и другие элементы для создания строений. Также цемент используется для создания фундамента, так как с его помощью можно связать между собой арматуру или щебень, которые служат укрепляющим основанием и сам бетон, из которого получается искусственный камень.

Бетоном является жидкая масса, которая чаще всего состоит из песка и цемента, смешанного с водой в определённых пропорциях. Из-за своего химического состава порошкообразное вещество смешиваясь с водой меняет свои свойства.

Вначале цемент становится жидким или вязким, в зависимости от количества жидкости. После этого под действием температуры вода испаряется, а вся масса начинает густеть. Когда все высохнет, цемент станет твёрдым, а его плотность будет разной, что зависит от состава самого порошка, а также от правильности рецепта бетона. Для быстрого перехода от состояния пасты до вида кирпича, цементу нужен тёплый и влажный воздух.

В древние времена цемент делали из подручных материалов, которые могли найти в природе, так как технологии искусственного создания большинства химических составляющих тогда ещё не было. Даже сейчас у каждого вида цемента есть свои пропорции и состав, так как все они отличаются сферой использования.

Например, для мостов, опоры которых монтируются в воду, подводных сооружений, стройках под землёй или для конструкций, которые должны выдерживать агрессивные погодные условия, применяется сульфатостойкий цемент. Его особенность в том, что он медленно застывает, но в его составе меньше содержание алюминатов кальция, что даёт ему возможность выдерживать низкие температуры.

Аналогами сульфатостойкого цемента являются пуццолановые и глинозёмные составы. Их также применяют для создания конструкций в среде с повышенным содержанием влаги или сильными морозами. Отличительной чертой глинозёмного является то, что химический состав цемента разбавляется глинозёмным шлаком или гипсом. Эти вещества дают возможность делать конструкции, которые не подвержены коррозии и быстро твердеют.

Один из самых популярных видов связывающего вещества является портландцемент. Его белую разновидность применяют для создания декора, наливных потолков или прочих элементов внешнего вида. В состав цемента добавлено больше гипса, что меняет его цвет на белый. Если добавить к составу порошка пигменты, которые изменяют окрас вещества, то можно подобрать цвет готового цемента под требуемый декор.

Также одной из разновидностей «портланда» является шлаковая, которая применяется для очень больших и тяжёлых конструкций. В её составе находиться до 25 % шлаковых гранул, которые сильно повышают прочность готового бетона.

Для того, чтобы ускорить производство, цемент должен быстро затвердевать, поэтому есть разновидность, в состав которой входят минеральные добавки, ускоряющие затвердевание бетона. Чаще всего такой цемент применяют для создания железобетонных конструкций или постройках, для которых сильно ограниченны временные сроки.

Для специализированных предприятий по добыче и переработке газа или нефти применяется тампонажный цемент. Исходя из названия можно понять, что он применяется для закрытия отверстий. Чаще всего с его помощью герметизируют скважины, так как он начинает твердеть и набирать прочность в начале процесса сушки.

Чтобы сделать конструкции загнутой формы или изгибающиеся под определённым углом требуется пластифицированный цемент. Эта разновидность укрепляющего вещества содержит добавки, которые делают замешанный цемент мягким, гибким и пластичным.

Для среды с повышенной кислотностью используется вид цемента, который содержит в составе камнефтористый натрий и кварцевый песок. Эти вещества увеличивают защиту бетона от внешнего воздействия. Из-за особенностей использования и состава кислотоупорного цемента, его требуется разбавлять не водой, как остальные виды, а жидким кварцевым стеклом.

Читайте также:
Что такое дорнит и какой он бывает. Дорнит: мифы о современном материале

Бетон, в раствор которого входит цемент, является крепким только, если состав укрепляющего вещества подобран правильно. Следует знать, как и из чего делают цемент, так как при использовании неправильной смеси, конструкция будет подвержена разрушению. Агрессивная внешняя среда быстро разрушает связи между веществом, что сильно уменьшает прочность.

Пример изделия из цемента, которое начало разваливаться под воздействием внешней среды Источник promportal.su

Состав цемента

Разберём из чего состоит цемент на примере самого распространённого варианта – «портланда». Состав изменяется не только от места использования, но и от самого производителя, так как у разных фирм рецепт отличается. Чаще всего в цемент входит:

  • от 59 % известняка;
  • от 18 % диоксида кремния (кислота или кварц);
  • от 4-5 % алюминия или глинозёма;
  • от 8 % оксида магния или железа, а также гипса.

В зависимости от марки или производителя к этим составляющим может добавляться другое вещество, например, шлак или красители.

Видео описание

В этом видео показан химический состав цемента

Сырье и основные компоненты

Основной составляющей цемента, которая определяет его свойства и прочность является клинкер. Его производят из глины (75 % состава) и известняка (25 % от общей массы). Чаще всего в качестве извести используется мел, так как он легко перетирается до состояния пыли, а также сильно распространён.

Его аналогом является мергель, который относят к переходному сырью, так как в его составе находится глина. Он отличается большим содержанием влаги и массой, которая приходится на его объем. Мергель считается природным клинкером, но из-за того, что его запасы сильно ограничены, то для больших промышленных предприятий его используют редко, чаще всего заменяя на искусственно сделанный клинкер.

В качестве замены известняка применяются ракушечник и осадочные ископаемые, так как в их составе содержится карбонат, а также их легко крошить до состояния порошка.

Вторым элементом клинкера является глинозём или глина. Чаще всего для создания цемента применяют породу, в состав которой входят минеральные вещества. Они увеличиваются в объёме после попадания на них воды. Так как делают цемент чаще всего из веществ, которые находятся недалеко от места производства, то в его состав могут входить даже отходы из других промышленных предприятий.

В качестве глины применяются суглинки, которые содержат пыль и песок. Они используются, как и мергель в качестве переходного вещества. Также для создания гранул клинкера применяются сланцы, которые расходятся на слои при сильном измельчении. Они содержат мало влаги, что позволяет быстрее их сушить и перемалывать.

Для включения в состав клинкера силиката или кварца применяются непластичные горные породы, которые имеют рыхлую структуру. Они отличаются тем, что имеют высокую пористость, а при крошении рассыпаются на мелкие зерна.

После обработки и очистки всех составляющих, её обжигают с помощью печи при температуре до 1,5 тыс. °C. Во время обжига печь вращается, что даёт возможность сплавить состав в гранулы, размер которых изменяется от 1 до 6 см. Клинкер при расплавке образует массу из кремнезёма и диоксида кальция, наличие которых влияет на прочность цемента. После остывания гранул их дробят до состояния порошка и обжигают в печи.

Скорость затвердевания бетона зависит от того, из чего делается цемент. Чаще всего скорость дегидратации вещества (высыхания) зависит от количества гипса, который входит в состав цемента. Для этого используются вещества с содержанием сульфат кальция. Данные добавки не влияют на то, как быстро смесь будет поглощать влагу или время использования раствора. От них зависит только длительность удержания влаги внутри состава.

Для улучшения характеристик цемента используются минеральные добавки. Они могут увеличить срок эксплуатации бетона, защиту от агрессивной внешней среды, а также увеличить прочность или пластичность состава. Для этого используются шлаки, сланцы, пуццолан или перетёртая известь.

Читайте также:
Сравнение: что лучше, обои или декоративная штукатурка

Также в процессе производства можно определить, как и из чего делают цемент, состав добавок, а также дополнительные вещества, которые добавляют новые свойства к составу. Например, пластификаторы или примеси, которые делают цемент огнеупорным, влагостойким или защищённым от кислоты. Такие добавки могут улучшить адгезию (прилипание, связывание) раствора с армирующими деталями, что позволит укрепить конструкцию.

Видео описание

В этом видео показано, как и из чего делают цемент

Как делают цемент

Рассмотрим из чего сделан цемент, в каком порядке это добавляется и каким образом обрабатывается. Существуют несколько технологических разновидностей процесса изготовления цемента. Они отличаются тем, каким образом подготавливается сырье.

Одной из разновидностей такого процесса является мокрая обработка. В процессе изготовления клинкера в его состав вместо извести добавляют мел. Во время смешивания ингредиентов с помощью барабана, к порошку добавляется вода. Она нужна для образования шихта, в котором будет до 50 % влаги. После обжига это вещество превращается в клинкер шарообразной формы. После остывания шарики крошатся до состояния порошка.

Для уменьшения затрат на производство и себестоимости готового цемента применяется сухая методика изготовления. Для этого используется механизм, который объединяет в себе устройство по измельчению и печь для сушки. Во время дробления, к составу добавляются все нужные ингредиенты, которые обрабатываются в одном резервуаре.

Комбинированный способ изготовления цемента – это объединение методик сухого и мокрого производства. На предприятиях, использующих данный вид создания готового продукта используются технологии, которые отличаются чаще всего последовательностью обработки.

Например, некоторые производители сначала делают сухую смесь, которую в конце искусственно увлажняют до 13-15 % содержания влаги. Также можно создавать полусухой готовый продукт с содержанием влаги от 17 до 19 %, если перед помолом шихты с помощью мокрой технологии её немного высушить.

При любом из комбинированных методов требуется тщательно перемалывать все ингредиенты и смешивать их до полной однородности. На производстве используются специализированные силосные башни, в которых цемент искусственно насыщается воздухом, что позволяет ему храниться длительное время и не слёживаться.

Видео описание

В этом видео показан процесс изготовления цемента

Коротко о главном

Цемент – это связующее вещество, которое при застывании становиться крепким и может заменить собой камень. Чаще всего его используют для создания фундамента, соединения кирпичей или блоков, а также изготовления плитки или облицовочных материалов.

В зависимости от вида цемента отличается его состав. Поэтому следует знать какие есть разновидности этого вещества, так как некоторые их них используются только в узконаправленных предприятиях. Например, тампонажный цемент применяется только при герметизации газовых или нефтяных скважин, а сульфатостойкий – при сложных географических и погодных условиях.

Из чего делают цемент: 5 способов производства, маркировка и состав цемента

Производство цемента

Производство

Сегодня строительство любого объекта не обходится без цемента, который получают несколькими способами. Мы расскажем из чего делают цемент, его виды и процесс изготовления. Нами подготовлена простая инструкция по изготовлению цемента в домашних условиях, в которой разберется даже новичок. Кроме того, рассмотрим состав цемента и сырье необходимое для его получения.

Состав цемента

Точный химический состав цемента вывести сложно, т.к. сегодня существуют разные его виды. Куда важнее знать какие минералы входят в состав цемента.

Цемент получают за счет дробления клинкера и гипса. Клинкер – это полуфабрикат, который образуется во время обжига смеси, полученной из глины и извести в пропорции один к трем. Клинкер является основной цементного порошка, обеспечивая его силикатами кальция. В результате спекания смеси образуются гранулы клинкера размером 1-6 см, к которым добавляются гипс и минералы. Полученную смесь тщательно измельчают до порошкового состояния.

Читайте также:
Что лучше постелить на пол: фанеру или ДСП

Состав цемента

В состав цементного порошка входят карбонатные и доломитовые породы

Гипс позволяет регулировать сроки схватывания, а минералы снижают цену на цемент и улучшают его свойства. В качестве минеральных добавок могут использоваться бокситы, пески, пиритные огарки и пр.

Если вернуться к химической формуле, то на примере портландцемента можно узнать из чего сделан цемент: 62% оксида кальция, 18-22% диоксида кремния, порядка 5% окиси алюминия, 2-3% оксида железа или магнитного железняка. Окись алюминия можно заменить глиноземом. Недостающую процентную долю составляют разные присадки.

Сырье для производства цемента

Получение цемента происходит на заводах, вблизи мест добычи сырья, нужного для изготовления порошка. Так как одним из компонентов клинкера является известняк, то рассмотрим основные виды горных пород, позволяющие его получить.

Карбонатные породы – имеют кристаллическую структуру, которая напрямую влияет на эффективность взаимодействия материала с другими компонентами во время обжига. К таким породам можно отнести:

Мергель, выступающий заменителем известняка, относят к природному клинкеру, но из-за ограниченных запасов используется редко. Твердость мергелистого известняка зависит от того, какая доля глины в нем находится.

Доломитовые породы отличаются повышенной прочностью. Цементный порошок на их основе, быстро схватывается и является экологичным.

Вторая составляющая клинкера – это глина, которая разбухает при взаимодействии с водой. Глина повышает пластичность цементных растворов и смесей. В качестве глинистых пород используют глинистые сланцы, суглинки, чистую глину, лесс и пр.

Из чего делают цемент

Виды глинистых пород: суглинки

Суглинки, помимо глины, содержат песок и пыль. Глинистые сланцы образуются за счет наслоения глины с илом, и содержат мало влаги. Это позволяет быстрее их сушить и измельчать. Могут использоваться как отдельный стройматериал или как компонент цемента. Лесс – это пористый суглинок, легко впитывающий влагу. Легко измельчается руками.

Не рекомендуется покупать цемент на развес, так как он может оказаться старым и без нужных параметров качества. Лучше использовать товар в заводской упаковке, на которой указана дата его изготовления.

Улучшение показателей цементного порошка можно достичь благодаря добавкам. Они повышают прочность бетона, пластичность и срок эксплуатации. К ним можно отнести шлаки, пуццолан или перетертую известь.

Виды цемента

Сегодня можно встретить несколько видов цемента, и каждый из них имеет свои особенности и свойства. Рассмотрим наиболее востребованные виды.

Портландцемент

Используется чаще других видов, по отдельности не применяется, только в строительстве при замешивании бетонных смесей и растворов. Применяется как для индивидуальных потребностей, так и для решения промышленных задач. Вместе с песком и щебнем, служит основой для получения бетона.

Из чего делают цемент

Портландцемент может применять при создании наливных потолков, для этого в него нужно добавить больше гипса. Такой подход позволяет изменить цвет на белый. При добавлении пластификаторов, можно изменять время схватывания смеси.

Сульфатостойкий

Стойкий к воздействию химически активных веществ. Благодаря таким характеристикам он применяется при создании мостов, подводных и подземных сооружений, насосных станций или опорных конструкций, устанавливаемых в воду.

Сульфатостойкий цемент долго застывает, но благодаря малому количеству алюминатов кальция, способен сохранять свои свойства при низких температурах. Кроме того, устойчив к атмосферным осадкам.

Пуццолановый

Этот вид является аналогом сульфатостойкого цемента, но в отличие от него содержит до 35% активных добавок. Обладает способностью твердеть в воде или во влажных условиях, благодаря чему применяется в конструкциях, находящихся в условиях повышенной влаги и сильных морозов. Это могут быть шлюзы, шахты, тоннели и прочие конструкции.

Потеря прочности такого вида цемента, происходит быстрее, чем у портландцемента. Это связано с повышенной гигроскопичностью активных минералов, которые поглощая влагу из воздуха вызывают гидратацию.

Пуццолановый цемент

Кислотоупорный

Используется при создании сооружений в химической промышленности. Например, резервуары, башни и другие специальные здания.

Читайте также:
Точечные светильники для потолков: подбор дизайна и установка

Содержит кислотоупорный наполнитель (кварцевый песок, базальт) и кремнефтористый натрий (ускоритель затвердевания жидкого стекла). Эти компоненты и позволяют защитить бетон от внешних воздействий. Вяжущим веществом выступает жидкое стекло, поэтому цементом, данный порошок называют условно. Чувствителен к влиянию воды и пара.

Пластифицированный

В состав такого цемента добавляют добавки, делающие его подвижным и удобоукладываемым. Популярен при строительстве конструкций загнутой формы. Сохраняет свои характеристики даже под воздействием паров и при низких температурах, влагостойкий. Добавки вводятся в сухом виде или и в качестве водного раствора.

Шлакоцемент

Шлаковый цемент – это экономный стройматериал, содержащий помол клинкера, гипса и гранулированного шлака (порядка 20-80%). Применение шлака снижает стоимость бетона и одновременно существенно повышает его прочностные характеристики. К недостаткам такого порошка относится длительное время затвердевания бетона.

Цемент с содержанием шлака более 20% применяется при производстве железобетонных панелей или плит перекрытия. Благодаря высокой влагостойкости также может использоваться для создания сооружений, находящихся под постоянным воздействием влаги.

Производство цемента

Сегодня используются разные способы производства цемента. Все они отличаются способом подготовки сырья, но общая схема производства цемента остается схожей:

  • добыча горных пород для клинкера;
  • обжиг смеси;
  • измельчение полученных гранул до порошкового состояния;
  • смешивание клинкера со всеми составляющими;
  • упаковка и хранение.

Цемент хранят в силосах – это башни, в которых хорошо организовано насыщение порошка воздухом. Благодаря этому он не слеживается и сохраняет свои свойства.

Сухой способ

Эту технологию создания цемента используют в основном Китай, Турция или Египет. Способ не предусматривает использование воды, поэтому все его составляющие (известняк, глина и добавки) измельчают в сухом виде. Под воздействием воздуха, полученный порошок сушат, измельчают в мелкодисперсную муку и обжигают при высокой температуре. Обжиг длится примерно четыре часа при температуре 1500℃. Полученный цементный клинкер дробят до нужных размеров и отправляют на фасовку.

Производство цемента сухим методом отличается легкостью создания, низкими затратами, и как следствие большой популярность у производителей. Однако такой порошок чувствителен к однородности сырья и может не соответствовать экологическим нормам.

Сухой метод изготовления цемента

Обжиг порошка в печи

Мокрый способ

В этом случае клинкер изготавливают из мела, глины и воды. Использование этого способа позволяет в точности определить состав исходного сырья при большой неоднородности сырьевых компонентов. Смешав все компоненты с водой получают шлам (влажная смесь), который затем корректируют в технологических бассейнах. После выдержки шлам подаётся в печь на обжиг.

Полученный из печи продукт охлаждают в холодильниках, измельчают и перемешивают с добавками для получения нужных свойств. Такая технология производства цемента имеет существенные денежные затраты, поэтому редко используется. Тем не менее, когда нужно получить цементный порошок с хорошими показателями, используют именно этот метод.

Создание цемента

Смешивание компонентов на производстве

Комбинированный способ

Такое производство цемента объединяет мокрую и сухую технологии. В том случае, когда за основу этого метода выбирается мокрая методика, процесс производства будет следующим:

  1. Изготовление сырьевого шлама по мокрой технологии.
  2. Корректировка состава.
  3. Обезвоживание состава при помощи пресса или вакуума.
  4. Обжиг в печи и дальнейшие этапы по сухому методу.

Все компоненты нужно хорошо измельчать и смешивать до полной однородности. Преимущества метода – допустимость применения отходов металлургической промышленности.

Технология производства цемента

При использовании сухого метода — выше качество клинкера и цемента

Технология производства бесклинкерного цемента

Кроме рассмотренных методов, цемент производят бесклинкерным способом. В качестве сырьевых материалов выступают гидравлические шлаки, активаторы и дополнительные компоненты. Последние добавляют в нужных пропорциях, заранее доведя до состояния порошка.

К преимуществам метода относятся:

  • устойчивость к факторам окружающей среды;
  • использование металлургических отходов;
  • выпуск продукта в разных цветах;
  • получение быстротвердеющего цементного порошка.
Читайте также:
Ширина ступени лестницы норма

Как делают белый цемент

Технология изготовления цемента белого цвета не имеет принципиальных отличий от процесса получения серого продукта. Он также может производиться 2 методами: сухим и мокрым. Главное отличие – это быстрое охлаждение материала в воде после обжига.

К преимуществам белого цемента можно отнести его белоснежность. Главный недостаток – высокая стоимость производства.

Для создания белого цемента используется клинкер с малым количеством железа, минералы, известняк, гипс и хлористые соединения. Клинкер получают на основе карбонатных и глинистых пород.

Как сделать цемент в домашних условиях

Сегодня цементный порошок могут производить не только промышленные предприятия. Его можно изготовить самостоятельно, без дробления и обжига клинкера.

Рассмотрим принцип работы по созданию огнеупорного цемента своими руками. Рецепт предусматривает использование 3-4 литров гашенной извести и 6 литров каменной золы. Вместо золы можно взять угольный шлак. Гашеную известь можно заменить пастой или обычной известью, но тогда их потребуется развести с водой до получения консистенции молочка как на побелку.

Технологический процесс цементного раствора выглядит следующим образом:

  • сперва нужно просеять золу, т.к. в ней может присутствовать мусор, вплоть до гвоздей;
  • просеять гашеную известь;
  • добавить в золу 1 кг соли;
  • тщательно перемешать все компоненты.

В таком виде полученный цемент сразу используется для заделки щелей, ремонта полов и стяжек. Главный недостаток – быстрое засыхание и необходимость работать в защитных перчатках.

Маркировка цемента

Благодаря маркировке можно определить не только прочность цементного порошка, но и тип добавок. В классической (до 2003 года) и современной маркировке большинство кодов отображают одинаковую информацию.

В маркировке, кроме прочности, указаны виды присадок, позволяющие использовать продукт в бетонах разного назначения. В таблице ниже указана расшифровка букв, отображающих тип порошка в старой маркировке.

Буква Тип
ПЦ Портландцемент без присадок
ШПЦ Шлакопортландцемент, содержит от 20% шлака
ППЦ Пуццолановый
СПЦ, ССПЦ Сульфатостойкий, противокоррозионные
БЦ Белый
Г Глиноземистый, быстросхватывающийся
ГФ Гидрофобный
ПЛ Пластифицированный
ВРЦ Влагонепроницаемый, расширяющийся

Расшифровка маркировки цемента по новым стандартам

Маркировка состоит из пяти разделов. Начинается маркировка с названия – ЦЕМ. Все остальные группы указывают на особенности цемента и расположены в таком порядке:

  • вид цемента;
  • количество добавок;
  • тип добавки;
  • класс прочности;
  • скорость набора прочности.

Сегодня маркировка цемента по виду представлена таким образом:

  • цифра I – портландцемент без добавок
  • цифра II – портландцемент с минеральными добавками
  • цифра III – шлакопортландцемент, содержит от 36 до 65% шлака;
  • цифра IV – пуццолановый
  • цифра V – композиционный

Количество минеральных добавок делится на классы. Класс А содержит 6-20% добавок, Класс B – 21-35%, Класс C – 36-65%. Тип добавки обозначается буквами: Ш – шлак, И – известь, З – зола, С – обожженный сланец, Мк – микрокремнезем, Г – глиеж, П – пуццолан.

Класс прочности обозначается таким образом: 22,5 (М300), 32,5 (М400), 42,5 (М500), 52,5 (М600). Последняя буква в маркировке обозначает скорость набора прочности: Н – нормальная, Б – Быстротвердеющий, М – медленнотвердеющий (только для ЦЕМ III).

Рассмотрим маркировку цемента ЦЕМ III/А-И 22,5Б. По новым стандартам она обозначает следующие параметры порошка: портландцемент, состоящий из 36-65% шлака, с добавками извести в количестве 6-20%, с прочностью 22,5 МПа, быстротвердеющий.

А какой цемент вы используете для строительных работ, и есть ли у вас опыт его создания? Предлагаем обсудить это в комментариях или задать вопрос по методам производства.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: