Описание и технические характеристики строительного цемента, его химический состав

Виды цемента

Сегодня производится множество видов цементаНа основании материала изготовления выделяют группы:

• известковый;
• мергелистый;
• глинистый. Рекомендуется внесение вспомогательных компонентов цемента, боксита и шлака для повышения водонепроницаемости, 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

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.

Оценок 0

Марки цемента

Марка выражается в числах от М200 до М600 с шагом в 50 или 100 и обозначает предел сжатия от 10 до 60 МПа. Классификация следующая.

• М200 – используется для изготовления штукатурных и кладочных растворов. Особенность материала – способность набирать прочность при высокой влажности. Это и обеспечивает штукатуркам стойкость к сырости.
• М300 – выдерживает большее давление, но используется так же для штукатурных смесей. Встречается редко.
• М400 – применяется при замешивании бетонов для сборной и железобетонной конструкции. Материалы на его основе берут для возведения надземных и подводных сооружений.
• М500 – используется для получения материалов для перекрытий, балок, сборного железобетона, фундамента. Используется в строительстве чрезвычайно широко. Изготавливают из него бетоны любой прочности до марки М500.
• М600, М800 – в свободной продаже встречается крайне редко. Предназначен для возведения специальных объектов гидротехнических сооружений, атомных станций, военных бункеров.

Маркировка цемента

Под маркировкой цемента скрывается полное обозначение материала с указанием используемых присадок, прочности готового камня, скорость схватывания цемента.

Стоит отметить, что современные строители пользуются данными ГОСТ 31108-2003, в котором обозначения маркировки также приведены.

Рассмотренные ранее марки цемента, которые были регламентированы еще старым ГОСТом, по-прежнему присутствуют в полной маркировке вяжущего некоторых производителей.

Что обозначает маркировка цемента по виду добавок

В основному вяжущему практически всегда добавляют дополнительные присадки, оказывающие влияние на те или иные свойства готового камня. Во всех обозначениях Ц – цемент.

• ПЦ – портландцемент, это основа всех остальных видов сырья. Как самостоятельный материал практически не используется;
• ППЦ – пуццолановый портландцемент;
• ШПЦ – шлакопортландцемент. Его получают путем дробления цементного клинкера и 20% шлака.
• Г – глинозёмистый, для изготовления которого используют некоторые сорта глин;
• ССПЦ или СПЦ – сульфатостойкий с гипсовыми добавками;
• ССШПЦ – сульфатостойкий шлакопортландцемент;
• БЦ – белый производят из сырья, свободного от красящих минералов (железа, марганца, хрома). Для осветления в клинкер вводят известняк, соли хлора или гипс;
• ВРЦ –водонепроницаемый расширяющийся. Раствор схватывается и твердеет в любой среде, в т.ч. в воде, для чего его и применяют;
• ПЛ – пластифицированный, морозоустойчивый цемент, раствор которого удобно укладывается даже в холодное время года, хорошо распределяется по опалубке.
• ГФ – гидрофобный цемент не боится воздействий воды, в т.ч. долговременных.
• Ц – вяжущее с цветными пигментами.

Современная промышленность постоянно пополняет ассортимент материала, поэтому иногда можно встретить и другие обозначения, которые должны быть расшифрованы на упаковке.

Маркировка цемента в мешках в последнее время может отличаться от привычной. На упаковках теперь «Ц» или «ПЦ» меняют за «ЦЕМ», за которым следует количество добавок:

В старом обозначении использовалась буква Д:

• Д0 – добавок нет;
• Д5 – добавок до 5%;
• Д20 – примесей 5…20%.

В конце маркировки обязательно указывают нормативный документ, на основании которого был изготовлен продукт данной марки.

• Портландцемент 400-Д20-Б— ПЛ ГОСТ 10178-85: Портландцемент марки М400, содержание добавок до 20%, раствор быстротвердеющий;
• ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85: Портландцемент марки М400, содержание добавок до 20%, быстротвердеющий, пластифицированный.

Что такое марка цемента

Прочностной характеристикой портландцемента является его марка, которая устанавливается по результатам испытаний кубических образцов с гранью 10 см на сжатие. Состав раствора для заполнения форм: на 1 часть вяжущего порошка 3 меры чистого кварцевого песка.

После добавления воды масса перемешивается и остается твердеть на 28 дней. Заливается одновременно 6-10 металлоформ.

Из них произвольно отбирается 6 образцов и раздавливается под прессом. Среднее арифметическое давление рассчитывается по 4 кубикам, разрушившимся под наибольшей нагрузкой. Значения, измеренные в кг/см², укажут на марку цемента по ГОСТ 10178-85. Отображение напряжения в метрической системе единиц выполняется по ГОСТ 31108-2003 в МПа. Здесь распределение осуществляется по классу прочности цемента.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Как сделать цемент в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность производства цемента, сделать его своими руками в домашних условиях возможно. Понятно, что этот вариант не будет таким технологичным, как на заводе, и обжечь его при необходимой температуре также не получится. Однако кое-какие хитрости мы можем вам рассказать. Рассмотрим один из популярных рецептов создания состава, вполне подходящего для заделки щелей и стяжек. Для создания смеси нам потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода.

Вещества аккуратно перемешиваются до получения однородной консистенции. Помните, что этот состав «схватывается» практически моментально. Поэтому смешивать его очень много не нужно

Ещё один популярный рецепт создаётся с применением обычного глицерина. Для этого необходимо взять свинцовый глёт, его растирают до тонкого состояния, высушиваем в печи, можно на обычном металлическом противне. В такой «клинкер» добавляется глицерин. Такой цемент больше всего похож на магазинный аналог.

Свойства и применение глиноземистого цемента

Для глиноземистого цемента по ГОСТ установлены следующие требования:
тонкость помола: через сито № 0085 (с отверстиями 0,085 мм) должно пройти не менее 90%;
сроки схватывания: начало — не раньше 30 мин., конец — не позднее 12 час. после затворения водой, т. е. обычные;
цемент должен обладать равномерностью изменения объема.

Глиноземистый цемент по результатам испытания в образцах из раствора жесткой консистенции делится на три марки: 300, 400 и 500. Эти марки в отличие от марок обыкновенного цемента определяются на основании трехдневных испытаний. Предел прочности при сжатии и растяжении в растворе состава 1:3 с нормальным вольским песком должен быть по стандарту не ниже величин. По новому методу при испытании в образцах из раствора пластичной консистенции этот цемент будет иметь марки 200—500. Предел прочности при сжатии и изгибе должен быть не ниже величин.

Прочность цемента при сжатии через 28 дней должна быть не ниже, чем через 3 дня, но прочности при растяжении и изгибе может быть ниже на 10%.
Глиноземистый цемент по прочности на сжатие через 3 дня не уступает высокопрочному портландцементу, но выгодно отличается от него быстрым твердением, приобретая уже через день высокую прочность. После 3 дней твердения прочность нарастает медленно: к 7 дням — примерно на 20%, к 28 дням — на 30 — 40%

Твердение глиноземистого цемента сопровождается большим выделением тепла (60—90 ккал/кг). Это явление полезно при зимних бетонных работах, но нежелательно, а иногда даже опасно, при бетонировании массивных конструкций, особенно в летнее время. Вообще для бетонирования массивных сооружений глиноземистый цемент не предназначен.

Лучше всего этот цемент твердеет во влажной среде при температуре 15°. При повышении температуры прочность глиноземистого цемента значительно понижается. При температуре выше 40° вместо соединения 2СаО • Аl2О3 • 7Н2О начинает образовываться соединение ЗСаО • Аl2О3 • 6Н2О, имеющее низкую прочность. Поэтому глиноземистый цемент (в отличие от обыкновенного цемента, шлакового и др.) нельзя искусственно нагревать (пропаривать и т. п.).
Глиноземистый цемент придает более высокую (чем обыкновенный цемент) плотность и водонепроницаемость растворам и бетонам, что объясняется химическим связыванием большого количества воды.

Глиноземистый цемент следует применять в специальных сооружениях, при спешных дорожных, строительных и монтажные работах, при работах в зимнее время, в морских (немассивных) сооружениях и вообще в бетонных сооружениях, находящихся в минерализованных водах.

Белый цемент

Изделия, выполненные с использованием белого цемента, обладают повышенными эстетическими качествами. Присутствие в исходном сырье окиси железа и окиси марганца придает готовому порошку характерный серо-зеленый цвет, соответственно, состав белого цемента предполагает минимальное присутствие таких солей и использование для исходного сырья светлых, каолиновых сортов глины.

Существует еще много видов цементного вяжущего, обладающего специальными качествами: гидрофобный, глинозёмистый, водонепроницаемый расширяющийся, напрягающий, пластифицированный, песчанистый и т. д.

Производство цемента на заводах

На данный момент времени производителями цемента используются три технологии производства связующего:

• Мокрый способ.
• Сухой способ.
• Комбинированный метод.

Стоит заметить что «сухую» технологию используют зарубежные производители цемента: Египет, Турция и Китай. «Мокрая» же технология традиционно используется отечественными цементными заводами.

циклы производства цемента

Сухой способ

Здесь нет необходимости использовать воду. Исходный материал (глину и известняк) дробят на специальном оборудовании. Сушат и перемалывают в мелкодисперсную муку, смешивают пневматическим способом и подают на обжиг.

Образовавшийся в результате обжига цементный клинкер измельчается до соответствующей степени фракции, фасуется в упаковку и отправляется на склад готовой продукции. Данный способ позволяет снизить затраты на производство, однако отличается «капризностью» к однородности исходных материалов и является экологически опасным вариантом.

Мокрый способ

Неоспоримые достоинства данного метода заключается в возможности точного подбора состава исходного сырья при высокой неоднородности исходных компонентов: порода, вид породы и пр. Исходный материал (шлам) представляет собой жидкую субстанцию, содержащую до сорока процентов влаги.

Перед тем как сделать цемент, состав шлама корректируется в специальных технологических бассейнах. После выдержки сырья в бассейне, производится отжиг в специальных вращающихся печах и последующее измельчение.

Мокрый способ требует большего расхода тепловой энергии расходуемой на высушивание исходного сырья. Это существенно увеличивает себестоимость производства цемента, однако качество конечной продукции не страдает от возможной неоднородности клинкера, как при мокром варианте.

Комбинированные способы

Данная технология опирается на мокрый вид получения связующего. Промежуточную субстанцию обезвоживают по специальной технологии. Клинкер гранулируют с добавлением воды, после чего производят отжиг и последующее измельчение до той или иной марки цемента.

В числе достоинств комбинированного способа производства цемента: высокий выход «годного», возможность использования отходов металлургической промышленности.

Начало стартапа

Регистрация бизнеса и документы

Изначально необходимо зарегистрировать предприятие, как ООО, в ходе данного мероприятия следует получить:

• Лицензию;
• Технические условия – ТУ.

Получить разрешительные документы на добычу известняка и глины из карьера, для этого следует выбрать необходимые коды ОКВЭД соответствующие роду занятия.

Далее ознакомится с нормативными документами ГОСТ-стандарта. Также при намерении продавать цемент в зарубежных странах, следует ознакомиться с документами EN 196-6.

Недвижимость

Для производства цемента необходим завод или мини-завод, но в любом случае он должен иметь цеха и место для установки оборудования.

При этом помещение для производства цемента должно иметь:

• Потолки 4 метра;
• Минимальную площадь – 450 кв. метров;
• Наличие отличной вентиляции, так как производство вредное;
• Здание желательно чтобы находилось вдали от жилого массива.

Оборудование

• Дробилка для измельчения известняка – от 200 000 рублей;
• Мельница-мешалка, чтобы измельчать глину – от 250 000 рублей;
• Трубная мельница, чтобы смешивать все компоненты – от 3,3 млн. рублей;
• Печь для обжига и холодильник, в комплекте составит около 140 000 рублей;
• Шаровая трубная мельница для дробления клинкера и добавок;
• Силосы – большие резервуары на огромных опорах, их могут изготавливать на заводе или на месте непосредственного производства цемента, силосы с особо крупными размерами доставляют в рулонах и собирают на площадках.
• Оборудование для фасовки цемента;
• Автопогрузчики.

Какое оборудование необходимо для производства древесного угля – читайте тут.

Какое оборудование потребуется для изготовления цемента?

Сырье для изготовления цемента

Чтобы себестоимость готового продукта обходилась дешевле лучше всего приобрести или арендовать карьер для добычи глины и известняка.

Если же сырье приобретать, то это примерно обойдется в 371,5 млн. рублей ежегодно:

• Зола – 109 млн. рублей;
• Известняк – 106 млн. рублей;
• Гипсовый камень – 6,5 млн. рублей;
• Каменный уголь – 150 млн. рублей.

Персонал завода

Обычно на таком заводе работает около 96 работников – 86 персонал и 10 администрация.

При данном количестве работников доступно сделать график в 3 смены.

Затраты на оплату труда повлекут ежегодно около 1 616 000 рублей.

При этом:

• Рабочие – 1 376 000 рублей;
• Административный персонал – 240 000 рублей.

Реклама и маркетинг

Об открытии нового завода следует:

• Сообщить в прессе;
• На телевиденье;
• Можно раздавать листовки;
• Использовать рекламные щиты.

Кроме активной рекламы необходимо заключать договора на поставку продукции:

• Со строительными магазинами;
• Строительными компаниями и прочее.

Основные характеристики

Использование цемента связано с его свойствами. Действующий стандарт регламентирует следующие характеристики:

• прочностные свойства. Они изменяются для цементных составов различных марок. Прочность определяется лабораторным методом путем сжатия эталонного образца застывшей смеси. Контроль прочности согласно требованиям нормативного документа производится в три стадии: через двое суток, а также через одну и четыре недели после заливки. Величина параметра измеряется в мегапаскалях. Цифровое значение прочности соответствует марке цементного состава;
• продолжительность схватывания. Параметр характеризует временной промежуток, в течение которого изменяются пластические характеристики цементной смеси. Правильно приготовленный раствор начинает застывать через пару часов после заливки в жаркое время года. В осенний период процесс гидратации может занимать 8–10 часов. Резко возрастает продолжительность схватывания при нулевой температуре и может составлять 15–20 часов. Введение добавок позволяет регулировать скорость схватывания;
• устойчивость к воздействию отрицательных температур. Эта характеристика называется морозостойкостью. Она характеризует способность затвердевшего цементного массива воспринимать глубокое замораживание с дальнейшим оттаиванием на протяжении многих циклов. При этом должна сохраняться целостность массива и прочностные характеристики. Причиной разрушения является увеличение объема воды, насыщающей поры. Введение добавок повышает порог морозостойкости;
• плотность. Параметр характеризует массу порошкообразного вещества в одном кубическом метре материала. Свежеприготовленный цементный состав имеет наименьший удельный вес. При длительном складском хранении материал слеживается, а при перевозке – уплотняется. При этом плотность возрастает. Характеристика зависит от крупности измельченного клинкера. Среднее значение – 1,3 т/м3.

После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню

Среди прочих характеристик можно отметить:

• гигроскопичность. Степень поглощения воды отличается для различных марок;
• крупность помола. Определяется путем просеивания через сито;
• коррозионная стойкость. Повышается путем введения специальных добавок;
• срок годности. Он зависит от условий хранения и допустимого уровня влажности.

На что обращать внимание при покупке

При покупке следует особое внимание уделить таким нюансам:

Возможность недовеса. Каждый мешок либо партию товара желательно взвесить в присутствии продавца.
Дата изготовления. При длительном хранении материал может утрачивать свои положительные характеристики.
Условия базы/склада/магазина

Следует обратить внимание на влажность в помещении, температуру воздуха.
Гарантии производителя. На каждой упаковке (бирке) должна быть детальная маркировка, сведения о производителе с указанием адресов

У продавца должна быть в наличии документация, подтверждающая качество и безопасность товара.

Покупка залежалого товара, хранящегося в неприемлемых условиях, неизвестного производителя может не соответствовать ожидаемому качеству и рабочим характеристикам, привести к разрушению готовых конструкций.

Производители выпускают материал в мешках. 1 тонне цемента М500 — 25 мешков по 40 кг или 20 по 50 кг.

Марки цемента | Классификация цементов и показатели качества цемента | DAKO-GROUP | Цемент | Бетон

Watch this video on YouTube

Среди большого многообразия строительных смесей, следует обратить внимание на цементы марки М500 следующих производителей

Что такое цемент — описание и технические характеристики

Сухой цемент выглядит как мелкий порошок, который при перемешивании с жидкостью переходит в пластичную массу. В таком виде материал может принимать любые формы под воздействием человека. После продолжительного контакта с воздухом масса застывает до твердого, каменного состояния.

Смеси принято делить по следующим признакам:

• Назначению.
• Времени, за которое раствор схватывается.
• Виду основного материала (клинкера).
• Скорости затвердевания.
• Веществам, входящим в состав.
• Показателям прочности.

К основным техническим характеристикам материала относят:

Морозоустойчивость. Сколько раз можно заморозить и дать оттаять материалу без потери прочности.
Прочность. Проверяют путем механического давления на затвердевший образец. В зависимости от скорости разрушения цементу присваивается та или иная марка.
Срок, за который схватывается материал

Важно при проведении работ в холодное время года.

История появления и сфера использования

Цемент пришел на смену вяжущим смесям, затвердевающим на воздухе, – гипсу и известняку. Эти материалы обладали низкой водостойкостью и быстро разрушались под воздействием внешних факторов. Прочность воздушных вяжущих веществ пытались повышать, добавляя к ним обожженную глину мелкого помола.

Точно известно, когда изобрели цемент, – в 1824 году. Тогда появился современный портландцемент, названный так из-за английского острова Портланд, состоящего из известняковых пород. После добавления в портландцемент мелких камней, песка и воды раствор можно было применять в качестве бетона. Он хорошо выдерживал нагрузки на сжатие, но плохо работал на растяжение. Через несколько десятилетий начали использовать металлическую арматуру для укрепления конструкций из цемента.

В зависимости от типа добавок и физических свойств цемент применяют в разных сферах:

• изготовление скульптур или частей фасадов,
• декоративное покрытие,
• создание конструкций, находящихся в постоянном контакте с водой, кислотами или под землей.

2i — простая формула бетона

Читать дальше…

• цемент — от 1200 до 1750 кг/м³,
• песок — от 1200 до 1920 кг/м³,
• щебень — от 1320 до 1430 кг/м³.

Бетон	Объёмы компонентов в зависимости от марки цемента, л
класс	марка	М 400	М 500
B 7,5	М 100	10(ц) : 41(п) : 61(щ) = 78	10(ц) : 53(п) : 71(щ) = 90
B 10 и B 12,5	М 150	10(ц) : 32(п) : 50(щ) = 64	10(ц) : 40(п) : 58(щ) = 73
B 15	М 200	10(ц) : 25(п) : 42(щ) = 54	10(ц) : 32(п) : 49(щ) = 62
B 20	М 250	10(ц) : 19(п) : 34(щ) = 43	10(ц) : 24(п) : 39(щ) = 50
B 22,5 и В 25	М 300	10(ц) : 17(п) : 32(щ) = 41	10(ц) : 22(п) : 37(щ) = 47
B 25 и В 27,5	М 350	10(ц) : 15(п) : 27(щ) = 35	10(ц) : 20(п) : 35(щ) = 44
B 30	М 400	10(ц) : 11(п) : 24(щ) = 31	10(ц) : 14(п) : 28(щ) = 36
B 35	М 450	10(ц) : 10(п) : 22(щ) = 29	10(ц) : 12(п) : 25(щ) = 32

Решив пойти ещё дальше, то есть ещё более облегчить запоминание волшебной формулы бетона, я заметил, что последовательность «2:4:8», очень близкая к «2:5:9», представляет ряд значений степени двойки: 21 (цемент) : 22 (песок): 23 (щебень), а если добавить ещё и требуемый объём воды — половину от объёма цемента, то есть единицу (она же 20), то получится очень простая и компактная формула:

2i, где i = 0…3.

2i×1¼.

Бетон	Объёмы компонентов в зависимости от марки цемента, л
класс	марка	М 400	М 500
…
B 10 и B 12,5	М 150	10(ц) : 32(п) : 50(щ) = 64	10(ц) : 40(п) : 58(щ) = 73
	2i×1¼	10(ц) : 25(п) : 50(щ) = 57
	молва	10(ц) : 25(п) : 45(щ) = 55
B 15	М 200	10(ц) : 25(п) : 42(щ) = 54	10(ц) : 32(п) : 49(щ) = 62
	2i×1¼		10(ц) : 25(п) : 50(щ) = 57
	молва		10(ц) : 25(п) : 45(щ) = 55
	2i	10(ц) : 20(п) : 40(щ) = 49
B 20	М 250	10(ц) : 19(п) : 34(щ) = 43	10(ц) : 24(п) : 39(щ) = 50
	2i		10(ц) : 20(п) : 40(щ) = 49
B 25 и В 27,5	М 350	10(ц) : 15(п) : 27(щ) = 35	10(ц) : 20(п) : 35(щ) = 44
…

Технические характеристики ЦПС и растворов на их основе

В соответствии с нормативной документацией цементно-песчаные растворы имеют следующие технические характеристики:

• Плотность. ЦПР на плотных заполнителях относятся к категории тяжелых, их плотность – 1500-1800 кг/м3. Легкие ЦПР изготавливают на пористых заполнителях. Их плотность – до1500 кг/м3. Насыпной удельный вес сухих ЦПС составляет примерно 2,1 тонны/м3. 
• Содержание вяжущего. В нормальных смесях соотношение цемента к песку составляет примерно 1:4. Материалы с более высоким содержанием цемента называют жирными, с меньшим содержанием – обедненными.
• Коэффициент теплопроводности. Обычный ЦПР имеет достаточно высокую теплопроводность – 1,2 Вт/м*К. Поэтому полы с цементно-песчаным слоем требуют дополнительного утепления.

Для цементно-песчаных растворов после твердения и набора марочной прочности характерны:

• устойчивость к температурным перепадам, морозостойкость (конкретная величина зависит от марки);
• устойчивость к влаге – для растворов марки М150 и выше;
• хорошая адгезия ко многим базовым поверхностям – кирпичу, бетону, природному камню.

Глинистое сырье

Существует несколько видов глинистых пород:

• чистая глина, состоящая из одного или нескольких глинистых минералов. Она разбухает под воздействием воды и обладает способностью связывать между собой другие вещества;
• суглинок, в котором кроме глины содержится большое количество песка и пыли;
• глинистые сланцы, образованные наслоением глины и ила. Не растворяются в воде, легко делятся на слои. Сланец используют как самостоятельный строительный материал и как составную часть цементной смеси;
• лесс — однородный пористый суглинок. Легко впитывает воду, приобретая текучесть. Очень мягкий, его можно растереть руками в мелкую пыль.

При производстве цемента в его состав кроме естественного сырья включают некоторые промышленные отходы (шлак, золу, целлюлозу и др.).

Где используется глиноземистый цемент

Применяют глиноземистый цемент преимущественно в промышленном строительстве, где необходима высокая скорость набора прочности бетоном, а также в частном и гражданском домостроении:

• Зимнее бетонирование удобно осуществлять с использованием цемента на глиноземе в виду экзотермической реакции и благоприятных условий окружающей среды (низкая температура компенсирует внутренний нагрев);
• Срочные ремонтные работы ответственных конструкций и элементов коммуникаций (дороги, путепроводы, эстакады)
• Жаростойкий огнеупорный цемент подходит для замеса кладочных растворов для монтажа печей, в том числе внутренних стенок шахт;
• Возведение конструкций, подвергающихся замораживанию/оттаиванию в условиях открытой воды;
• Монтаж «быстрых» фундаментов при срочном строительстве;
• Приготовление штукатурных растворов на глиноземистом цементе для безусадочной и саморасширяющейся облицовки фасадов, тоннелей и др.;
• Тампонаж протечек в железобетонных сооружениях от гидротехнических установок до нефтяных платформ и оборудования.

Применение глиноземистого цемента должно быть тщательно продумано – срок схватывания у материала короткий, работы необходимо осуществлять оперативно и непрерывно. Примечательно, что к возведению последующих ярусов дома можно приступать уже через 3 дня, что значительно ускоряет сроки строительства.

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 1500оС. 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

Полученный порошок смешивается с необходимыми добавками, которые определяют марку и свойства продукта.

Instagram tsement_82

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.

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.

Instagram tabys.cement

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.

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

История цемента

Попытки преодолеть низкую водостойкость известковых и гипсовых составов предпринимались с древнейших времен. Цемент (caementum в переводе с латыни — дробленый, битый камень) появился путем добавления в известь различных минеральных веществ, обладавших гидрофобными свойствами. Для этого использовали размельченные остатки кирпичей из обожжённой глины, различные вулканические породы. Так, в состав цемента, который применялся строителями Древнего Рима, входили пуццоланы – отложения пепла знаменитого вулкана Везувия.

Эксперименты продолжались долгие века, пока потребность в большом количестве прочного и недорогого вяжущего вещества не заставила строителей выработать оптимальную технологию по его производству. Решающий вклад в такие исследования внесли русский военный техник Егор Челиев, издавший книгу о цементе для подводных работ (1825), и каменщик из английского Лидса Джон Аспдин, получивший патент на портландцемент (1824). Это название происходит от английского острова Портленд, расположенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковых пород. Камни из карьера, находящегося на этом острове, считались самым престижным строительным материалом в Англии. Полученный Аспдином искусственный камень был очень похож на него цветом и прочностью.

Интересно, что технология Челиева более соответствует тому, что теперь называется портландцементом, а цемент Аспдина изготавливался без принятого сейчас спекания исходного сырья.

https://youtube.com/watch?v=Bt2i-NzyQug

Процесс изготовления

Цемент изготавливается в несколько этапов, к каждому из которых нужно относиться с должным вниманием. Специалисты производят следующие операции:

1. Заранее смешиваются известняк и глина (75% и 25% соответственно) для дальнейшего получения клинкера.
2. Глино-известняковая смесь подвергается температурному воздействию в районе полутора тысяч градусов по Цельсию. Полученная масса — это и есть клинкер.
3. Далее клинкер измельчается в шаровой мельнице. Это специальный горизонтальный барабан, внутри которого находятся стальные шары. Они перемалывают клинкер в порошок. Чем меньше получаются фракции клинкера, тем более качественным будет конечный продукт.

Этапы производства

В современных реалиях предусмотрены различные методы производства цемента, по-разному действующие на сырье. Выбор метода может быть обусловлен расположением конкретного завода, наличием нужного оборудования, а также спросом на определенные марки цемента.

Различные варианты технологий производства цемента отличаются друг от друга особенностями предварительной подготовки исходного сырья. Она может осуществляться:

• По мокрой технологии. При использовании такого метода вместо извести в состав вводят мел. Мел и другие составляющие перемешиваются с обязательным добавлением воды. Одновременно с перемешиванием происходит измельчение материалов в горизонтальном барабане. Влажность получившейся шихты будет на уровне 30-50%. Получившаяся масса обжигается в печи и превращается в шарообразный клинкер, который затем измельчается.
• Сухим методом. Данная технология обладает сниженной себестоимостью и сокращением времени производства. Этому способствует объединение технологических операций: перемалывание в шаровой мельнице и сушка компонентов горячими газами осуществляются одновременно. В результате получается шихта в виде порошка.
• Комбинированным методом. При использовании данного способа объединяются особенности двух предыдущих методов производства, хотя на разных производствах есть некоторые отличия. Например, один вариант предусматривает получение полусухого состава с содержанием воды до 18%. Этого можно достичь при просушивании шихты, произведенном мокрым методом. Другой вариант предполагает последовательную подготовку сухой смеси, затем её 14%-ое увлажнение, затем гранулирование и заключительный обжиг.

Таким образом, становится понятно, какое сырьё применяется при изготовлении цемента, как именно он производится, какие технологические особенности присутствуют на каждом из этапов его производства. От сбора сырья до конечного этапа имеется множество тончайших нюансов изготовления, которые стоит доверить профессионалам, занимающимся изготовлением цемента.