Цемент для чего используется

Обновлено: 15.05.2024

В качестве вяжущего при изготовлении бетона, штукатурки чаще всего выступает цемент. Он связывает между собой остальные компоненты смеси и обеспечивает прочность при застывании.

Описание и свойства материала

Цемент – гидравлическое вяжущее вещество неорганического происхождения. Под действием воды, водных растворов и других жидкостей он сначала превращается в пластичную массу, а затем в камневидное тело. В отличие от других вяжущих – гипса, извести – материал твердеет во влажных условиях и не только на воздухе.

Преимущества гидравлического вяжущего обнаружили еще в Древнем Риме. Однако только в средние века заметили, что обжиг известняка, загрязненного глиной, приводит к образованию строительного камня, который по прочности не уступает римским пуццолановым смесям. Так были выделены главные компоненты материала.

Цемент – мелкодисперсный порошок серого цвета, может иметь зеленоватый или желтоватый оттенок. Тонкость помола влияет на стоимость: чем тоньше порошок, тем дороже, так как быстрее схватывается. На рынке материал предлагают в бумажных и полиэтиленовых мешках разного объема.

Состав и производство

Главные составляющие – известняк и глина. Добывают их из горных пород. Карбонатные ингредиенты получают из мела, известняка, доломита. Глинистые – из глинистых сланцев, суглинка, монтмориллонита. В зависимости от назначения и типа цемента потребуются и дополнительные компоненты: железо, кремний, глинозем.

Состав цемента не точен. Доля компонентов варьируется в определенном диапазоне, чтобы получить необходимые свойства на базе имеющихся материалов.

Получают материал по 3 основным технологиям.

Мокрый – таким методом производят цемент из мела, глины и добавок, содержащих железо. Берут материалы с высокой влажностью: 20 процентов у глины, 20 процентов у мела. Сырье перемалывают в водной среде и получают шихту с влажностью от 30 до 50%. Материал обжигают в печи. В результате получают цементный клинкер. Его растирают в порошок с добавками, определяющими некоторые свойства смеси.
Сухой – сырьевая шихта сухая, потому что все составляющие во время или до помола высушиваются. Метод рекомендуется, если влажность исходного сырья не превышает 10%.
Комбинированный – предполагает 2 способа. Замес представляет собой шлам, перемешанный с водой. Его обезвоживают на фильтрах до 16–18% и обжигают. Другой вариант: сырье высушивают и перемалывают, а затем шихта гранулируется с добавкой 10–14% воды. Гранулы обжигают и измельчают.

Расход тепла при мокром способе значительно выше, поэтому в последнее время предпочтение отдается сухим способам.

Сегодня применение цемента достаточно широко – несмотря на появление новых строительных материалов, бетон на основе цементного вяжущего по-прежнему считается самым популярным, универсальным и предпочтительным во многих случаях вариантом. Цемент представляет собой порошкообразное вещество, относящееся к классу неорганических.

Цемент производят при помоле клинкера, который, в свою очередь, получают путем обжига при высоких температурах глины и извести, взятых в определенных пропорциях. К порошку могут добавляться различные минеральные вещества, пластификаторы для улучшения свойств и т.д. Цемент используют в виде вяжущего при замесе бетонных растворов разного типа и назначения.

Главная функция цемента – качественное скрепление конструктивных элементов создаваемых конструкций и возводимых зданий. Бетонные растворы используют для заливки полов и разных конструкционных элементов, монолитного строительства, производства тех или иных изделий и т.д.

При затворении водой превращается в вязкую пасту.
Цвет меняется со светло-серого на темный.
Бетон быстро набирает твердость во влажной и теплой воздушной среде.

Смесь в течение 28 дней (как правило) набирает прочность и постепенно превращается в искусственный камень с очень высокими характеристиками прочности, стойкости. Свойства цемента могут быть разными, зависят от массы факторов: вида самого вяжущего, наличия добавок, особенностей и условий применения, соблюдения технологии замеса и укладки.

Дополнительные свойства могут обеспечиваться специальными добавками в составе порошка, объем которых производитель всегда указывает на упаковке в маркировке и описании.

Производство цемента

Все разновидности цемента производятся по одной технологии. Могут отличаться составляющие и их пропорции, добавляться какие-то минеральные и другие вещества в конце, но само производство всегда предполагает определенные этапы и действия. Все современные смеси составляются на базе портландцемента.

Получение первичного сырья: перемолотый известняк и глина смешиваются в шлам в пропорции 4:1.
В процессе обжига шлама при температуре +1500 градусов по Цельсию сырье спекают в твердую массу, которая называется клинкер.
Клинкер очень мелко смалывается до состояния порошка.

К клинкерному порошку добавляют минеральные присадки, гипс, чтобы получить цемент с нужными свойствами.

Состав

В составе цемента работают несколько составляющих на молекулярном уровне. Материал представляет собой тонкий порошок серого цвета, а вот компоненты в его химической формуле есть разные и отвечают за те или иные процессы в бетоне.

Кальциевый оксид – в объеме около 67%.
Кремниевый оксид – в объеме до 22%.
Алюминиевые окиси – до 5%.
Оксид железа – в объеме до 3%.
Разного типа модифицирующие компоненты – максимум 3%.

Портландцемент отличается по составу не только из-за добавления в него компонентов в процессе производства, но и из-за особенностей мест добычи сырья. Так, в каждом регионе цемент другой, хоть и отличия несущественные.

Разные виды глины (включая глинистый сланец и лесс).
Мергель, известняк, мел, другие карбонатные породы.
Минеральные присадки: кремнеземы, глиноземы, апатит, флюорит, плавиковый шпат, гипс, фосфогипс и т.д.

Прочность

Прочность является одним из самых важных свойств цемента, которое определяет сферу применения, предполагаемые нагрузки, технические характеристики конструкции из бетонного монолита. Нормативную прочность на сжатие цемент приобретает по прошествии 28 дней с момента затворения.

Прочность можно посмотреть по марке (самые популярные марки цемента М300, М400 и М500, указывают на прочность в кг/см2) и классу (указанным маркам соответствуют примерные показатели В20, В30 и В40). Приготовленный раствор твердеть начинает в течение 1-2 часов, завершается процесс минимум через 12 часов после укладки.

Далее появляется гидратационное тепло и бетон набирает прочность в течение 28 суток. При низких наружных температурах тепло позволяет цементу набрать полный цикл прочности, при высоких – может спровоцировать ускорение прохождения реакции, в результате чего распространяются трещины из-за появления температурных напряжений.

Прочность цемента смотрят на упаковке и в специальных таблицах, для каждой сферы и типа конструкции, определенной нагрузки ищется оптимальный показатель. На прочность влияет также соблюдение технологии замешивания раствора, укладки, ухода после.

Виды цемента

Когда рассматривают цемент, виды указывают в достаточно большом количестве, но и они не исчерпывают все многообразие материалов, что можно создавать из вяжущего. Ведь при правильном подходе придавать цементу разные свойства можно, вводя в состав те или иные добавки. А ввиду того, что цемент используется в самых разных сферах и областях, вариантов приготовления смеси существует множество. Варьироваться состав порошка может также за счет особенностей сырья, добываемого в том или ином регионе.

Кроме того, на рынке можно найти много других составов, которые могут использоваться при выполнении определенных видов работ в тех или иных условиях, сферах.

Основные марки

Марки цемента обозначаются буквой М и цифрами от 25 до 1000. Самые распространенные марки – М100, М200, М300, М400 и М500. Остальные применяются для конкретных задач и намного реже. Самые универсальные и прочные марки цемента – М400 и М500. Как было указано выше, цифры рядом с индексом говорят о нагрузке в кг/см2, которую может выдержать застывший камень.

Марки ниже М100 и М200 применяются для штукатурки, кладки, выше М600 – для возведения объектов особого назначения (военных, бункеров, ракетных шахт и т.д.).

Кроме прочности, маркировка цемента может представлять много другой важной информации. В первую очередь, обращают внимание на буквы.

ПЦ – портландцемент.
ШПЦ – шлако-портландцемент.
Б – быстротвердеющий состав.
СС – вяжущее с сульфатостойкими свойствами.
ПЛ – цемент уже с пластификатором в составе.
Н – нормированный, цемент с подтвержденной прочностью.
ВРЦ – водонепроницаемый цемент (применяется в возведении гидротехнических сооружений).

Также по ГОСТу 31108 указывают наличие добавок в порошке: I обозначает, что добавок нет; II – в цементе есть минеральные компоненты. Объем добавок обозначается буквами: А – 6-20% минкомпонентов, Б – 21-35%. Добавками могут выступать пуццолан, шлак, полимеры и т.д. Скорость твердения также обозначается буквами: Н – нормально твердеющее вяжущее, С – скорость средняя, Б – быстротвердеющие смеси.

Добавки в цементе также индексируются буквой Д и цифрами, отображающими процент содержания. Д0 – добавок нет, Д20 – в состав цемента включено 20% добавок, в результате чего вещество получается более пластичным. Общее правило такое: чем выше марка, тем больше прочность; чем выше процент добавок, тем эластичнее цемент (но при критичном содержании прочность может падать).

М100, М200, М300 – производство разных элементов и изделий с нужными характеристиками.
М400 – применяются при заливке сборного/монолитного железобетона.
М500 – актуален для производства гидротехнических конструкций и плит, которые находятся в воде переменного уровня, для заливки бордюров и тротуаров, фундаментов всех видов.
М600 – бетонирование сборных конструкций повышенного качества.
М700 – работа с постройками, где отмечены высокие нагрузки и зоны напряжения.

Область применения

Область применения цемента напрямую зависит от его свойств и характеристик. В СНиПах и ГОСТах указаны все правила и особенности применения разных марок цемента с определенными техническими характеристиками в строительстве зданий, производстве изделий и т.д. Также влияют на выбор цемента условия его применения, поставленные задачи, особенности эксплуатации.

Несколько полезных советов по использованию цемента

Чтобы произведенный из цемента бетонный раствор соответствовал всем требованиям и был пригодным для создания прочных, надежных, долговечных конструкций и изделий, необходимо помнить о некоторых правилах.

Цемент — это основа строительных смесей. Она состоит из подбора пород с вяжущими свойствами. Применяется в виде составов, которые смешиваются на его основе.

Марки цемента по ГОСТу 31108

Для разного применения существуют марки материала с набором качеств, которые задаются сочетанием компонентов. Упаковки с материалом маркируются для удобства покупателей. При продаже самосвалами или иными способами без фасовки состав указывается в сопроводительной документации.

Название и вещественный состав

Их всего несколько. Изучив принципы обозначения, виды цемента и их применение, будет просто определить, какой цемент нужен для работы.

Портландцемент — самый простой вид. Обозначение — ЦЕМ I; в него ничего не добавлено. Используется в монолитных блоках. Застывает относительно быстро — за сутки достигает половины заявленной плотности. Минералы составляют не более 5%.

Портландцемент с минеральными добавками обозначается как ЦЕМ II. Варианты состава с дополнительными веществами обозначаются буквами. Используется для отливки монолитных блоков (бетон и железобетон). Количество минералов — 5-35%. Быстрота отверждения находится в обратной пропорции с процентным содержанием введенных дополнительных веществ. Содержание дополнений обозначается отдельно: А 6-20%, В 21-35%.

Шлакопортландцемент имеет обозначение ЦЕМ III. Используется в монолитных конструкциях для возведения объектов на поверхности и под поверхностями земли и воды. Не рекомендуется к использованию для изделий, предназначенных для эксплуатации в районах с интенсивными перепадами температур, морозоустойчивых конструкций, объектов, подверженных циклам намокания и высыхания. Набор твердости происходит с нормальной быстротой. В составе присутствуют гранулы из отходов черной металлургии, диапазон содержания — от 36 до 65%.

«A» — от минимума до 20%;
«B» — до 35%;
«C» — до 65%.

Пуццолановый вид имеет общее название ЦЕМ IV, Используется для создания сооружений ниже уровня земли и воды. Не подходит для морозоустойчивых смесей, а также для конструкций, рассчитанных на переменную влажность широкого диапазона (от намокания до полного высыхания). Марочная прочность набирается с нормальной скоростью.

микрокремнеземы (маркируется буквами «М», «МК»);
зола-унос («3»);
пуццоланы («П»).

Есть и другие типы цемента — монолиты, бетонные и железобетонные блоки. Кроме того, используют композитный вид, ЦЕМ V.

золами (11-30%);
отходами гранулированными.

Добавки в составе

«Ш» — гранулы остаточных пород металлургии;
«И» — известняковые породы;
«З» — зола-унос (тонкодисперсный пылевидный материал от сжигания топлива на электростанциях);
«П» — пуццоланы, тонкодисперсный материал вулканического происхождения;
«М», «МК» — тончайшая пыль, получаемая при производстве кремния, или микрокремнезем.

Это основные марки цемента и их применение, расшифровка и таблица представлены ниже.

Класс по прочности на сжатие

Ранее о прочности судили по марке, теперь это классы цементов («М ххх», где ххх — цифровое обозначение класса).

Отливаются модели блоков по размерам, предусмотренным ГОСТом.
Затем их подвергают трехминутной вибрации.
Формы стоят в течение 48 часов, после чего образцы вынимаются и выдерживаются 28 суток в воде.
Образцы вытираются насухо, затем минимум три из них подвергаются сжатию. Выводится среднее из трех показателей сопротивления и используется как показатель марки цемента по прочности (класс).

Что означает марка цемента по старому ГОСТу

Обозначения (ПЦ — портландцемент; ШПЦ — шлакопортландцемент; ССПЦ — сульфатостойкий портландцемент; ППЦ — пуццолановый цемент).
Прочностные характеристики от 300 до 600, литера «М». Определение прочности материала такое же, как и в новом.
Количество добавок (литера «Д»). Измеряется в процентах (минимум Д0 — присадки специально не вводятся, но примеси могут присутствовать в количестве до 5%, максимум Д20 — до 80%).
Особые свойства. Обозначаются буквами, например, «Б» — быстрое застывание, «Г» — гидрофобность.

В конце маркировки указывается использованный стандарт, в этом случае — предыдущий ГОСТ.

Морозостойкость не входит в комбинацию марки цемента, но может фигурировать в маркировке готовой смеси или изделия. Этот показатель обусловлен качествами и свойствами присадок, которые добавляются к цементу.

Соответствие старой и новой маркировки цемента

Новый ГОСТ описывает марки более детально.

Материал без добавок (ПЦ) — это тип, обозначаемый ЦЕМ I.
Материал с добавками более 5% — это ЦЕМ II, подтип А (введены дополнительные вещества до 20%).
Шлаковый цемент, в предыдущих нормативах обозначенный ШПЦ, относится к ЦЕМ III.
Сульфатостойкий ПЦ соответствует цементу с минералами, однако гидрофобные варианты по текущему стандарту вынесены в отдельную классификацию.

Прочность цемента

Таблица прочностных характеристик отражает в себе класс и область применения цемента.

Прочность	Класс	Применение
22,5	М300	Используется для зданий без аномальных нагрузок
32,5	М400	Малоэтажное строительство, ЖБИ
42,5	М500	Объекты с большой этажностью; ЖБИ, предназначенные для интенсивных нагрузок
52,5	М600	Военные объекты, опоры мостов — самый прочный вид

Скорость набора твердости и прочности

«Н» — нормальная, выставляется после класса прочности (например, 5н, 5б);
«М» — медленнотвердеющий;
«Б» — быстрое твердение.

В конце маркировочного кода указывается документ, на котором основывается подбор характеристик.

Цемент является практически незаменимым материалом при выполнении строительных и ремонтных работ. Он находит применение и при оформлении придомовой территории с помощью фигурок, поделок, вазонов и других изделий из цемента, созданных своими руками. Поэтому цемент является востребованным, а оттого привычным материалом. Несмотря на это многих интересует вопрос — из чего делают, получают цемент?

Формула

Цемент представляет собой вяжущее средство минерального происхождения. Т.е. для производства строительного материала используется минеральное сырье — горные породы. В сухом виде цемент — это сыпучая масса серого (или белого) цвета. При разведении водой приобретает пастообразную форму. Цемент — порошок, полученный в результате измельчения клинкера (промежуточного продукта производства цемента), в который введены наполнители и добавки. Таким образом, составляющими являются клинкер, модифицирующие добавки и гипс. Состав клинкера представляет собой смесь известняка и глины.

Несмотря на знание компонентов, присутствующих в цементе привести формулу проблематично, т.к. процентное количество составляющих отличается, в зависимости, прежде всего от вида. Но цемент одного и того же вида может иметь различный состав, т.к. производители используют неодинаковую рецептуру, в результате пропорции компонентов незначительно, но разнятся. Соответственно, возможно привести только составные части цемента.

Состоит, производят из материалов, что входит

Цемент производится на заводах, расположенных в непосредственной близости от месторождений, где выполняется разработка горных пород, которые являются исходным сырьем для выпуска строительного материала. Горные породы добывают открытым способом. К натуральному сырью для производства цемента относятся:

Карбонатные минералы, к которым принадлежат мел, ракушечник и другие известняки, доломиты, мергели и смеси данных пород. Большинство минералов образовано осадочным способом на дне морей и озер. Кристаллическая решетка различных видов карбонатных минералов обладает разной степенью устойчивости, что и определяет их способность сплавляться с другими компонентами при производстве цемента. В процессе промышленного производства цемента чаще всего используются известняковые породы, т.к. они позволяют повысить эффективность взаимодействия компонентов при обжиге.

Глинистые материалы, к которым относится глина и глинистые сланцы, суглинки и лесс. Мелкодисперсные породы образованы осадочным способом. Основными составляющим является глинистое вещество и большое количество примесей. Данное сырье используется для придания смеси пластичности, при добавлении воды оно увеличивается в объеме и становится вязким. Применяется в основном при производстве цемента сухим способом.

Гипс оказывает влияние на скорость твердения цемента, на его прочность и усадку, максимальное содержание составляет 6%.

Кроме этого, при производстве цемента используются добавки. Для получения продукции с определенными качествами, необходимо к основным компонентам добавить вещества, способные скорректировать свойства материала: глинозем, кремнезем, плавиковый шпат и апатиты.

Карбонатные породы, получение

К основным представителям карбонатных пород относятся:

Мел. Представляет собой мягкую горную породу, которая легко крошится и измельчается до состояния пыли. В составе цемента может присутствовать 20-25% мела, который улучшает сцепление цемента с песком в процессе приготовления бетонных растворов.

Мергель или мергелистый известняк представляет собой переходное сырье между известняком и глинистыми породами, т.к. в составе присутствует глина. Визуально мергель — это слоистая или монолитная порода, твердость которой зависит от процентного количества глины. Порода осадочного типа добывается в рыхлом или твердом состоянии.

Известняки, в составе которых отсутствует кремний. Чаще всего представлены в виде ракушечника — пористого и непрочного, легко разрушающегося при нажатии материала.

Доломиты обладают характеризуются исключительными свойствами, в частности, прочностью. Доломитовый цемент является продуктом высокого качества, быстротвердеющий и экологически чистый.

Содержание карбонатных пород в составе цемента чаще всего ограничивается 30%, но в некоторых случаях количество может достигать 60%.

Глинистое цементное сырье, добыча, где добывают

К глинистым породам относятся:

Чистая глина состоит из одного или нескольких минералов, разбухает при воздействии воды, обладает способностью сцеплять другие вещества друг с другом. Глина распространена повсеместно. Места добычи располагаются по берегам водоемов. Но нее все месторождения подходят для промышленной добычи. Самыми известными месторождениями являются Кыштымское, Астафьевское и Палевское.

Суглинки являются разновидностью глины, их отличает повышенная концентрация песка и пылеобразных частиц. Активная добыча осуществляется в Подмосковье.

Глинистые сланцы образованы наслоением ила и глины, относятся к породам повышенной прочностью, при измельчении расслаиваются на отдельные пластинчатые частицы, не растворяются в воде, характеризуются низкой концентрацией влаги и стабильным гранулометрическим составом. Крупные месторождения известны на Кавказе и Урале.

Лесс — рыхлая горная порода, непластичная, отличается пористостью, мелкозернистостью, легко впитывает воду и впоследствии приобретает текучесть, очень мягкая, ее возможно растереть в пыль руками, содержит включения силиката и кварца. Лесс распространен в Азии, Европе, Северной и Южной Америке. В России пласты залегают на юге и в юго-западных регионах.

При производстве в состав цемента предприятия могут включать отходы промышленности: шлак, зола, целлолоза и пр.

Добавки в содержании

Кроме перечисленных выше компонентов, являющиеся основой цемента, в состав вводятся специальные добавки — пластификаторы. Базой для их производства выступают натуральные ископаемые:

апатиты;
глина;
глинозем;
кремнезем;
плавиковый шпат.

Пластификаторы добавляют в цемент на этапе производства материала. Их использование позволяет улучшить характеристики цемента, применение предусмотрено технологией.

Существуют также жидкие пластификаторы, применяемые при замешивании на строительных площадках. Делают это для улучшения качества материала, придания ему дополнительных свойств: стойкость к коррозии и разрушению; сохранение прочности при перепадах температуры; повышенная прочность; увеличенный срок схватывания; пластичность и текучесть растворов; водонепроницаемость.

Химический состав в процентах, что нужно, из чего…

Разные виды цемента получают посредством изменения пропорций перечисленных компонентов, наличия различных минеральных добавок. Таким образом, разные виды обладают индивидуальным химическим составом.

сделан строительный, основа, оксид и не только

Под строительным цементом принято подразумевать наиболее распространенный вид — портландцемент, которые находит применение не только при возведении объектов различного назначения, но при осуществлении ремонтных и реставрационных работ. Компонентами портландцемента являются:

оксид кальция (CaO) или негашеная известь, минимальная доля которой в цементе составляет 62%;
диоксид кремния или кремнезем (SiO2) — не менее 20%;
оксид алюминия или глинозем (Аl2O3) — не менее 4%;
оксид железа (Fe2O3) — 2%;
оксид магния (MgO) — 1%.

На оставшиеся проценты приходится доля дополнительных присадок, вводимых в состав для достижения необходимых характеристик. Таким образом, предоставить точную химическую формулу предоставить не получится, т.к. существуют различные марки и сорта материала, отличающиеся друг от друга составом. Поэтому наиболее важной информацией является перечень минералов, входящих в состав.

изготавливается глиноземистый

Исходя из названия возможно понять, что состав данной разновидности отличает повышенное содержание глинозема, поэтому смесь быстро набирает прочность не только в воде, но и на воздухе. В готовом цементе преобладают низко-основные алюминаты кальция. Химический состав выглядит следующим образом: Аl2О3 в количестве 30-50%; CaO — 35-45%; SiO2 — 5-15%; Fе2O3 — 5-15%. Глиноземистый цемент используется при выполнении ремонтных работ, скоростного зимнего строительства.

производится шлаковый, составляющие

Основой цемента данного вида выступают гранулированные или негранулированные шлаки, измельчаемые вместе с клинкером и гипсом, что позволяет снизить цену материала примерно на 10%. Доменные шлаки состоят в основном из 3-х оксидов: CaO, SiO2 и Аl2O3. Содержание шлаков варьируется в пределах от 25 до 75%. Количество портландцементного клинкера различается в значительных пределах — от 10 до 70%. Натуральный гипс присутствует в составе в объеме 5-6%. Допускается присутствие фосфора, фтора и бора. Готовый состав хорошо переносит воздействие высоких температур, не боится воздействия воды.

Портландцемент со шлаком. Фото OBI

изготавливают кислотоупорный, основные компоненты

Относится к специальным цементам, представляет собой смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия (Na2SiF6), которая разводится силикатом натрия или калия (жидким стеклом). Т.е. состоит из компонентов, не поддающихся воздействию кислот. Используется в химической промышленности: для облицовки оборудования и изготовления резервуаров.

получают пластифицированный

Цемент производится с применением специальных веществ, которые замедляют схватывание раствора и делают его более текучим. Цемент получают посредством помола портландцементного клинкера (до 90%) и гипса, введения пластифицирующих добавок: концентрат сульфитно-спиртовой барды или кальциевой соли лигносульфоновой кислоты и прочих компонентов в количестве от 0,15 до 0,25 %.

откуда берутся прочие виды

Сульфатостойкий, содержание клинкера в котором не превышает 96%, а гипса — 3,5%, другие добавки отсутствуют. Состав клинкера включает СаО; SiO2; Al2O3; Fe2О3; MgO.

Пуццолановый имеет сходство с сульфатостойким, но содержит бОльшее количество добавок — до 35%, доля клинкера (СаО; SiO2; Al2O3; Fe2О3; MgO) не превышает 60%, присутствует и гипс, в количестве не более 3,5%.

Тампонажный и гидрофобный содержат в составе до 90% клинкера (СаО; SiO2; Al2O3; Fe2O3), гипс отсутствует. В качестве дополнительных добавок в первом случае используются мылонафт и олеиновые кислоты — до 0,05%, во втором: активная минеральная добавка — не более 25%, инертная минеральная добавка — до 10%; шлак – не превышает 15%; песок — до 10% и пластификаторы — 0,15.

Белый имеет следующие пропорции компонентов: клинкер (CaO; SiО2; Al2O3; Fe2О3) — 80-85%, диатомит — 6, инертная минеральная добавка — 10-15.

Как делается, процесс производства на заводе, сухой и другие способы

Основными компонентами в производстве цемента являются известняк и глина. Из двух данных составляющих специальным образом производится клинкер, впоследствии смешиваемый с гипсом и другими добавками, которые и определяют качество, марку и свойства. В природе клинкер присутствует в чистом виде — это мергель. Но небольшие запасы данного минерала не позволяют использовать его в промышленных масштабах, поэтому производители готовят клинкер из доступных и традиционных материалов. Производство цемента включает выполнение нескольких этапов:

подготовка клинкера подразумевает смешивание компонентов в специальных барабанах;
подготовленная смесь поступает в печь для обжига, результатом которого и становится клинкер;
зерна клинкера измельчаются для получения смеси порошкообразной формы;
в завершении в цемент вводятся добавки и присадки, продукция отправляется на фасовку.

Упакованный цемент. Фото Аксон

В зависимости от используемого способа: сухой, мокрый или комбинированный — технологический процесс может незначительно отличаться от представленного.

Изготовление в домашних условиях

Прежде всего следует понимать, что качественного продукта в домашних условиях получить не удастся. Даже при наличии необходимого оборудования и соответствующих навыков самодельный цемент будет значительно уступать продукции промышленного изготовления. В результате в большинстве случаев проще и легче приобрести готовый продукт.

Наиболее простым способом изготовить цемент своими руками является приготовление смеси из воды, водной извести и каменной золы. Данные вещества перемешиваются до получения однородной массы, которую нужно сразу же использовать. Другие варианты изготовления требуют применения высокотемпературной печи для обжига и мельниц для измельчения клинкера. Понадобится также мел и каолин в пропорциях 75% к 25%. Сырье измельчается в мельнице до получения однородного порошка, тщательно перемешивается и отправляется в печь. После обжига производится помол, добавляется 5% гипса. Продукт готов к применению.

Где купить

Купить цемент различных видов и марок возможно напрямую у производителей или через поставщиков. Контактные данные некоторых компаний представлены здесь. В отдельном разделе перечислены предприятия, предлагающие купить белый цемент.

Цемент 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

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;

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 плотность цемента. 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 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.

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, цокольный этаж;
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;

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.

Читайте также: