Глина для производства цемента

Обновлено: 14.05.2024

Цемент входит в число основных строительных материалов. Он используется при создании связующих строительных растворов, цемент используют при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. От качества данного материала зависит, насколько прочное и долговечное будет здание, или железобетонная конструкция.

Обожжённый полуфабрикат цемента называется клинкер. Цементом он становится после перемалывания клинкера до порошкообразного состояния.

В строительстве используется основное свойство цемента – при смешивании с водой он постепенно твердеет, а затем превращается в прочный камень. Характерную для готового изделия прочность материал может приобрести даже в воздушной среде, если присутствует избыточная влажность.

Сырьё для производства цемента, из чего он делается, технология изготовления

Сегодня процесс изготовления цемента изменился. Изготовляют его несколькими способами, да и компоненты, входящие в его состав, тоже отличаются от использовавшихся две сотни лет назад.

Чтобы было понятно, из чего делают цемент и как происходит его производство, необходимо знать, какие виды сырья используют сегодня производители этого важного строительного материала.

Так как сырьём для производства цемента гост31108 2003, гост 30515 2013 служат естественные породы, то и предприятия, занимающиеся его изготовления, чаще всего размещают поблизости от мест добычи этих пород.

Все ископаемые, из которых делается цемент, делятся на два вида:

Карбонатные ископаемые, отличающиеся характеристиками и особенностью структуры. Именно структура породы обеспечивает эффективное её взаимодействие с остальными ингредиентами состава продукта.
Глинистые и горные породы, имеющие осадочное происхождение. Имея минеральную основу, при увлажнении они приобретают пластичность и увеличиваются в объёме. Так как для данного вида сырья характерна вязкость, то их можно использовать, производя цемент сухим способом.

Теперь следует назвать конкретно, какие ископаемые относятся к каждому из видов сырья, используемых при производстве цемента.

К карбонатным породам относят следующие виды природного сырья:

мел, представляющий разновидность известняка. Обладает способностью легко измельчаться;

мергелистый известняк, в природе встречается как в рыхлом, так и в твёрдом состоянии. В породе могут содержаться примеси глины, поэтому данный вид известняка считается сырьём переходным, обладающим свойствами, характерными и для известняков, и для глины;

известняки – ракушечники, не имеющие включений кремния. Порода имеет пористую, легко разрушающуюся при сжатии структуру;

доломитовые породы и другие ископаемые осадочного происхождения. Они содержат карбонаты, придающие породе ценные свойства.

Глинистые породы включают следующие виды ископаемых:

глина с минеральными включениями, набухающими при контакте с водой;

суглинки, содержащие повышенную концентрацию частиц песка;

сланцы, имеющие глинистую основу. Данное сырьё относят к горным породам, повышенной прочности. При механическом воздействии разделяется на пластинчатые пластины. Характеризуется стабильным составом и низким содержанием влаги;

лесс, пористая порода, с включениями частиц кварца и силиката.

Кроме данных видов сырья, что изготавливать цементную смесь на заводе используют некоторые виды производственных отходов. Для улучшения качества в его состав добавляют добавки, предусмотренные технологическим процессом: глинозём и кремнезём, плавиковый шпат и апатиты.

Применение песка просто необходимо при проведении самых разных ремонтных и строительных работ. Тут все о применении карьерного песка.

При проведении отделочных работ на кухне, в ванной или в любом другом помещении необходимо знать время высыхания плиточного клея. Здесь можно узнать, сколько сохнет плиточный клей.

В настоящее время декоративная штукатурка по праву является самым популярным и прогрессивным методом отделки. Перейдя по ссылке ознакомитесь с самостоятельным ее приготовлением.

Все добавки, называемые пластификаторами, также природного происхождения. Они влияют в лучшую сторону на следующие качества цемента:

увеличивают стойкость к изменениям температуры;
усиливают прочность;
подвижность и эластичность продукта;
уменьшает проникновение воды в готовое изделие.

В зависимости от свойств, добавленных в состав цемента пластификаторов, его раствор будет застывать быстрее, или же медленнее.

Состав, из которого производят цемент

Часть людей работающих в сфере строительства не знают, из чего делается цемент.

Состав цемента может быть различным в зависимости от марки и предназначения.

Однако вне зависимости от вида цемента, то есть рецепта, использованного при его производстве, основой для него служат два компонента – известняк с добавлением глины.

Количество известняка в три раза превышает количество глины. Такие пропорции необходимы для получения качественного клинкера, являющегося полуфабрикатом для производства цемента.

Теперь можно назвать основные компоненты состава, чтобы каждому было ясно, из чего делают цемент:

клинкер, основа конечной продукции, определяющая её характеристики прочности. Используется в виде гранул диаметром до 60 мм. Его термообработка выполняется при температуре, доходящей до 1500°. При плавлении клинкера образуется масса, для которой характерно высокое содержание кремнезёма и кальциевого диоксида;
данные компоненты влияют на эксплуатационные характеристики конечного продукта. Перед обжигом гранулы клинкера измельчаются до пылеобразного состояния;
гипс, определяющий скорость затвердевания цемента. В базовых рецептах предусмотрено добавление в состав чистого гипса до 6 % от общего количества компонентов;

специальные добавки (пластификаторы, морозостойкие присадки, жидкое мыло и т.д.), усиливающие свойства, уже имеющиеся у продукции, или же придающие ей специальные характеристики, способные расширить область применения цемента.

Производство – как изготавливают цемент, процесс получения на заводе

Изготовление материала выполняется в определённом порядке, поэтапно. В технологии его производства предусмотрены следующие операции:

Ингредиенты, предназначенные для изготовления клинкера, предварительно смешиваются. Обязательно необходимо точное соблюдение пропорций состава – 25 % глины и 75% известняка.
Полученный состав обжигается при высокой температуре. При высокотемпературном обжиге глина и известь соединяются, образуя клинкер.
Готовый продукт измельчается шаровыми мельницами, состоящими из барабанов, расположенных в горизонтальном положении, внутри которых размещены стальные шары. Помещённый в них клинкер размельчается до состояния порошка.
Чем мельче полученные фракции цемента, тем лучшие эксплуатационные характеристики он будет иметь.

Существует несколько методов изготовления данного строительного материала. Их выбор обусловлен многими факторами, основными из которых является специфика имеющегося на предприятии оборудования и спрос на определённые марки цемента.

Разработанные технологии имеют отличие в способах подготовки сырья, используемого при производстве состава. Порядок его изготовления остаётся прежним.

Разработаны следующие методы:

Мокрая технология, предусматривающая замену извести мелом. В процессе смешивания компонентов состава происходит измельчение их в шаровой мельнице. Это процесс выполняется с добавлением воды. В результате образуется шихта, имеющая концентрацию влаги до 50%.
Полученный материал затем обжигается в печи. После обжига он уже становится клинкером. Затем его измельчают.
Сухая технология значительно уменьшает себестоимость производства, так как она объединяет несколько технологических операций в единый процесс. При использовании данной технологии компоненты, поступающие в шаровую мельницу, одновременно размалываются и сушатся.
Для сушки используется воздействие горячих газов. Готовая шихтная масса имеет консистенцию порошка.
Комбинированная технология объединяет особенности вышеописанных способов производства. В зависимости от оборудования, используемого на предприятии, может быть получен полусухой состав, имеющий влажность до 18%.
Во втором варианте первоначально подготавливается сухая смесь, затем увлажнённая до 14 %. В обоих вариантах подготовленный состав затем отжигается и перемалывается.

Подробнее о производстве цемента смотрите на видео:

Классификация цементных смесей

Существует много разновидностей и различных марок данного строительного материала. Различают их по основному составу и добавкам, придающим каждому виду особые свойства.

Среди основных типов выделяют:

портландцемент, с которого начиналось производство популярного в строительстве продукта. Для изготовления связующих растворов его не используют. Он применяется для создания бетонных изделий высокой прочности, штукатурке и отделочных работах;
часто используют при возведении фундаментов. Для этого необходимо знать, как разводить цемент с песком;

шлаковый цемент, при изготовлении которого используется доменный шлак и активные присадки. Используется для изготовления бетона и строительных растворов;
глинозёмистый цемент, отличается устойчивостью к воздействию влаги, быстрым затвердеванием;

кислотоупорный цемент, в котором используется кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Материал устойчив к воздействию кислот, но недолговечен.

Приобретая любой из видов цемента, следует знать, что его состав активно взаимодействует с окружающей средой, при долгом хранении теряя свою прочность.

Даже если он хранится в сухом помещении, то спустя несколько месяцев его марка изменится в меньшую сторону. Поэтому, при его приобретении, следует обращать внимание на дату изготовления. Так же можете ознакомиться с нашей статьёй о технических характеристиках цемента м400.

Технология изготовления цемента

Сложно найти человека, который не знаком с таким востребованным строительным материалом, как цемент. Ни одна стадия возведения объекта, начиная с закладки фундамента и заканчивая отделочными работами, не обходится без применения этого вяжущего вещества. При промышленном и гражданском строительстве используются кирпич, фундаментные блоки, стеновые панели. Но как добиться того, чтобы эти составляющие образовали единую конструкцию, прочную, долговечную. Вот тут на помощь приходит цемент. На сегодняшний день – это единственное вещество, способное создать из любого набора материалов монолитное изделие, которое на протяжении десятков и сотен лет только увеличивает прочностные характеристики.

Но какой процент людей задавался вопросом, из чего получают цемент, какие компоненты делают этот материал незаменимым? Наверно, немногие. Попробуем вкратце разобраться с этим вопросом, опишем, как происходит изготовление цемента.

Общие сведения

Цемент относится к неорганическим веществам. Вяжущие свойства он приобретает при взаимодействии с водой или водными растворами солей. Отметим, что это единственный вяжущий материал, который повышает прочностные характеристики при влажных условиях. В этом его отличие от гипса, который твердеет на воздухе.

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Структура

Изготовление цемента осуществляется на базе следующих компонентов:

клинкера, основа которого – глина и известняк. Клинкер определяет прочность материала, производится при обжиге глиносодержащего и известнякового сырья. При нагреве плавится, образуя гранулированный состав с повышенной концентрацией кремнезёма, измельчается, повторно подвергается обжигу;

Цемент изготавливают на заводах, в промышленных масштабах

гипса, влияющего на продолжительность процесса твердения цементного состава. Вводится, согласно рецептуре, как камни или готовый порошок, концентрация которого не превышает 5%;
модифицирующих добавок, расширяющих область использования материала за счет приобретения специальных эксплуатационных свойств.

Используемое сырье

Массовое производство материала осуществляется на специализированных предприятиях. Можно попытаться изготовить цемент самостоятельно, так сказать, для личных нужд. Но работа эта неблагодарная, требующая специальных знаний технологии производства, точного соблюдения пропорций, чего сложно добиться в домашних условиях.

Лучше воспользоваться продуктом, изготовленным под наблюдением специалистов на высокопроизводительном оборудовании. Для изготовления цементного состава необходимы следующие специальные компоненты:

природное карбонатное сырье (известняк-ракушечник, известковый туф, мел). Доля в суммарном объеме продукта составляет 74-82%. Структура исходного материала определяет степень эффективности взаимодействия используемых ингредиентов при обжиге;
глинистые породы (глинистый сланец, суглинки, лесс). Процентное содержание глиносодержащей породы составляет 26-18%.

Для производства цемента применяют:смесь из известняка и глины – клинкер

Специальные добавки

При изготовлении применяются и другие компоненты (соли, окислы кальция, магния, фосфора), но их концентрация незначительна. Добавки вносятся для получения каких-либо определенных свойств – жаропрочности, кислотоустойчивости и пр. Чтобы получить возможность регулировать время схватывания цементного раствора, при изготовлении добавляют гипс.

Изготавливают материал с обязательным введением специальных добавок, повышающих эксплуатационные характеристики состава. Технология производства предусматривает применение следующих корректирующих компонентов:

Добавок на базе ископаемого сырья с высокой концентрацией глинозема.
Улучшителей, содержащих кремнезем.
Ингредиентов, полученных из глинистых пород.
Компонентов, полученных из апатитов и плавикового шпата.

Введение пластификаторов, предусмотренных спецификой технологического процесса, позволяет обеспечить следующие эксплуатационные характеристики состава:

способность оказывать сопротивление проникновению воды в массив;
сокращение продолжительности затвердевания состава;
повышенную прочность монолитного массива;
устойчивость к длительным, многократным стадиям замораживания с последующим оттаиванием;
стойкость к влиянию жидких, газообразных агрессивных сред;

При замешивании раствора своими руками необходимо строго соблюдать пропорции компонентов и позаботиться об их качестве

улучшенную адгезию с арматурой, надежно защищенной бетонным массивом от отрицательного воздействия коррозии;
вязкость и подвижность бетонного раствора, облегчающие выполнение кладки, заливку монолитных конструкций за счет эластичности смеси.

Особенности состава

Независимо от того, по какой технологии изготавливают цемент, клинкер включает следующие ингредиенты:

Силикаты кальция, играющие ключевую роль для обеспечения прочностных характеристик при изготовлении цементных составов. Согласно рецептуре, применяют в составе клинкера алит, доля которого составляет 50-70%, или белит с уменьшенной до 30% концентрацией.
Кальциевые алюминаты, быстро реагирующие с водой, влияющие на процесс твердения цементного состава. Их количество составляет от 5 до 10% общего объема клинкера.
Ферритные компоненты, в виде кальциевого алюмоферрита, вводимого в объеме 10-15% от общей массы.
Различные соединения кальциевых оксидов, сульфатов щелочного типа, концентрация которых незначительна.

Концентрация компонентов зависит от специфики технологического процесса, вида производимого материала. Основными составляющими при изготовлении цемента являются известняковые, глинистые материалы, определяющие качество клинкера, применяемого в процессе производства.

Наиболее сложно сделать цемент для кладки камня и штукатурных работ

Специфика производства

Изготовление цемента предусматривает выполнение следующих производственных стадий:

добычу сырья, содержащего гипс, глину, известняк;
дробление добытого известняка, обеспечение требуемой влажности полученного продукта;
измельчение известняковой массы, смешивание с глиной. Соотношение известняка и глины изменяется в зависимости от особенностей используемого сырья, ориентировочно соответствует пропорции 3:1. Результат – получение комбинированного, сухого или мокрого шлама;
обжиг сырьевой массы при температуре до 1,5 тысячи градусов Цельсия, при котором происходит спекание шлама. Состав при этом превращается в гранулированную фракцию, называемую клинкером;
измельчение до порошкообразной фракции клинкера с использованием специальных мельниц;
дозирование и смешивание ингредиентов согласно марке будущего цемента. Процесс смешивания предусматривает введение до 5% гипса и специальных минеральных добавок.

Нюансы технологии

В зависимости от особенностей используемого сырья, изготавливают цементный состав по проверенным технологиям, которые предусматривают различные способы подготовки исходных компонентов.

Применяемый шлам может быть получен следующим образом:

Сухим способом, значительно снижающим затраты на изготовление цемента. Особенностью сухого метода является сокращенный цикл производства, объединяющий ряд технологических стадий. Процесс измельчения и сушки ингредиентов осуществляется одновременно в специальной мельнице, куда подаются нагретые до высокой температуры газы. Полученная шихтовая фракция представляет порошкообразный состав необходимой влажности.
По мокрой технологии, согласно которой мел применяется вместо извести. Мел смешивается с предусмотренными рецептурой компонентами, измельчается во влажной среде. Результат – получение шихты, влажность которой составляет до 50%. Шихтовая масса подвергается обжигу с последующим измельчением полученного клинкера.
По комбинированной технологии, объединяющей элементы сухого и мокрого метода. Процесс предусматривает как увлажнение сухого состава, последующее гранулирование, отжиг, так и высушивание полусухого шихтового состава, произведенного мокрым способом.

Производственные предприятия осуществляют изготовление цемента с учетом особенностей имеющегося оборудования, близости к месту добычи сырья. При этом учитываются потребности на конкретные марки продукции.

Итоги

Материал статьи дает специальную информацию, как и из чего, осуществляется изготовление цемента, какие сырьевые материалы, технологические решения используют при изготовлении. Все тонкости знают профессионалы, работающие на предприятиях, производящих цемент.

Из чего и как делают цемент?

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством. Цементная основа – вяжущие компоненты неорганического происхождения. Из цемента производятся бетонные, кладочные, штукатурные растворы, железобетонные изделия, используемые при строительстве промышленных объектов и частных построек.

Особенностью порошкообразной цементной массы, смешанной с водой, является способность постепенно твердеть, превращаясь в каменный массив. Процесс приобретения эксплуатационной прочности происходит как в воздушной среде, так и в воде. Главное условие твердения – избыточная влажность.

Все сталкивались с цементом, однако мало кто знает, из чего делают этот универсальный строительный материал, как его производят. Его основа – клинкер, специальные минеральные добавки и гипс. Рассмотрим подробно, как делают цемент, какое сырье для этого используется.

По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

ископаемые карбонатного типа. Это ценное природное сырье, отличающееся особенностями кристаллической структуры, физическими характеристиками. Материал может иметь кристаллическую или аморфную структуру, определяющую эффективность его взаимодействия при обжиге с другими компонентами;
глинистые материалы, горные породы осадочного характера. Они имеют минеральную основу, становятся пластичными, объемно увеличиваются при избыточном увлажнении. Сырье характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Карбонатные породы

Остановимся на карбонатных породах, характерными представителями которых являются:

Мел, являющийся горной породой осадочного характера, которая легко перетирается, относится к разновидностям мажущего известняка. Он популярен при изготовлении цемента.
Мергель или мергелистый известняк – ископаемые осадочного типа, которые добываются в рыхлом или твердом состоянии, отличаются удельным весом, концентрацией влаги. Содержат примеси глины, что позволяет относить их к переходному сырью, имеющему много общего с известняковыми породами и ископаемыми на основе глины.

В состав входят активные минеральные добавки (15%) в соответствии со стандартами производства

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

глина, содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
суглинки, являющиеся разновидностью глины, с повышенной концентрацией песчаной фракции и пылеобразных частиц;
сланцы на глинистой основе, относящиеся к горным породам с повышенной прочностью, которые при измельчении расслаиваются на пластинчатые частицы. Сырье характеризуется стабильным гранулометрическим составом, низкой концентрацией влаги.
лесс, представляющий рыхлую горную, непластичную породу, отличающуюся пористостью, мелкозернистостью. Содержит включения силиката, кварца.

Возможно применение отходов промышленного производства, других видов природных материалов и шлаков.

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

Глинозем.
Кремнезем.
Глину.
Плавиковый шпат.
Апатиты.

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

стойкость к воздействию коррозионных процессов;
устойчивость к воздействию перепадов температуры, глубоким циклам замораживания;
прочностные характеристики;
продолжительность твердения;
подвижность цементного раствора, его эластичность;
степень проницаемости водой.

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

Кремниевый диоксид (кремниевая кислота или кварц) – 25 %.
Известь – 60 %.
Алюминий (глинозем) – 5 %.
Оксиды железа и гипс – 10 %.

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

клинкер, определяющий прочностные характеристики, получаемый при обжиге исходного сырья (известняка, глины). Клинкер является основой конечной продукции, используется в гранулированном виде диаметром 10-60 мм. Клинкер термообрабатывается при температуре порядка полторы тысячи градусов Цельсия. Он плавится с образованием массы с высоким содержанием кальциевого диоксида и кремнезема, которые определяют эксплуатационные характеристики цементных составов. Гранулы дробятся до пылеобразного состояния с последующим обжигом;
гипс, процентное содержание которого определяет период твердения. Базовая рецептура предусматривает использование до 6% чистого порошкообразного гипса или гипсового камня, содержащего примеси;
специальные добавки, вводимые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения.

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

Предварительное смешивание ингредиентов для изготовления клинкера, который делают из известняка, вводимого в количестве 75%, и из глины, доля которой составляет 25%.
Высокотемпературный обжиг, после которого образуется клинкер. Он – результат процесса соединения глины и извести под воздействием повышенной до 1450 градусов Цельсия температуры.
Измельчение, осуществляемое с помощью шаровых мельниц. Они представляют горизонтально расположенные барабаны с находящимися внутри стальными шарами, обеспечивающими измельчение клинкера до порошкообразного состояния. С уменьшением фракции помола возрастают эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Этапы производства

Особенности производства предусматривают изготовление цемента различными методами, что сказывается на особенностях применяемого сырья. Это обусловлено расположением цементного производства, спецификой применяемого оборудования, спросом на определённые марки продукции.

Все варианты технологий отличаются только особенностями подготовки исходного сырья, которые осуществляются:

мокрым путем. Мокрая технология предусматривает использование вместо извести мела, смешивание которого с необходимыми ингредиентами происходит одновременно с измельчением в горизонтальном барабане с обязательным добавлением воды. При этом образуется шихта с концентрацией влаги 30-50%. Шихтовый материал обжигается в печи, превращаясь в шарообразный клинкер, который затем измельчается;
сухим методом. Сухая технология характеризуется уменьшенной себестоимостью производства цемента, сокращением технологического цикла. Это связано с объединением технологических операций, позволяющих одновременно осуществлять помол и сушку компонентов в шаровой мельнице под воздействием поступающих горячих газов. Полученная шихта имеет порошкообразную консистенцию;
комбинированным способом. Комбинированный вариант объединяет особенности мокрого и сухого способа производства, но на разных предприятиях имеет определенные отличия. Один из вариантов обеспечивает возможность получение полусухого состава с влажностью до 18%, произведенного путем высушивания шихты, полученной по мокрой технологии. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим ею увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом.

Заключение

Материал статьи предоставляет информацию о том, как делают цемент, какое сырье применяют, какие технологические особенности используют в процессе производства. Имеется множество технологических нюансов, которыми в совершенстве владеют специалисты, занимающиеся изготовление цемента.

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 возможно приобрести в любом строительном магазине, но пользователей Интернета интересует вопрос самостоятельного изготовления материала. Схема производства цемента в промышленных условиях подразумевает выполнение значительного количества этапов и работ. Весь производственный процесс сводится к измельчению, перемешиванию, нагреванию природных материалов. В результате осуществляется выпуск качественной продукции с высокими техническими характеристиками, предназначенной для выполнения серьезных строительных работ. Но для проведения несложных работ в домашних условиях подойдет материал самостоятельного приготовления.

Виды смесей

Прежде чем приступить к описанию производства цемента своими руками, необходимо определиться с понятиями. Различают цементные и бетонные смеси. Два данных раствора отличаются разным составом, но оба они вяжущие, из-за чего материал получается прочным. Цемент представляет собой материал порошкообразной формы, для самостоятельного изготовления которого потребуется малое количество компонентов.

Бетон является многокомпонентным материалом, для приготовления которого потребуются следующие компоненты: цемент, вода, песок, крупный заполнитель: щебень или гравий, может использоваться отсев. Кроме этого, растворы различаются и способом применения. Цементная смесь используется для обустройства тонкой стяжки, заполнения трещин и для выравнивания поверхностей. Бетон применяется при строительстве сооружений значительной толщины: дорожные полотна, фундаменты, ступени.

Разновидности раствора, рецепт, из чего делают

Основными компонентами для изготовления строительного материала служат глинистые и карбонатные породы. В составе цемента обязательно должны присутствовать породы из каждой категории. И карбонатные, и осадочные породы примерно схожи по химическому составу. Но иногда используют другое сырье, например, шлаки.

Карбонатные породы для изготовления

В соответствии с названием состоят в основном из карбонатов, солей угольной кислоты. К карбонатным породам относятся мел, мергелистый известняк (мергель), метаморфические или осадочные породы доломитового, известнякового и карбонатно-глинистого состава. Ценность пород в качестве сырья для изготовления цемента определяется прежде всего их структурой. Породы с кристаллической структурой хуже в сравнении с породами аморфной взаимодействуют с другими элементами смеси при обжиге.

Мел — вид мажущего известняка, легко растирающаяся мягкая порода, что особенно важно при самостоятельном изготовлении в отсутствии специального оборудования. Легко измельчается, поэтому является популярным сырьем.

Мергель — порода, включающая некоторое количество глины, поэтому является переходной от известняковых к глинистым. Может иметь твердую и рыхлую структуру, разную плотность и влажность в зависимости от количества глинистых примесей, которое измеряется в процентах. Растворы на основе мергеля используются при устройстве печей, каминов и т.д.

Ракушечник — пористая порода, легко крошится.

Из известняков для производства цемента предпочтительны пористые и мергелистые виды с небольшим порогом прочности на сжатие и без содержания кремниевых включений.

Глинистые породы

Глинистые породы впитывают воду, увеличиваясь в объемах, обеспечивают цементу необходимую эластичность, содержат оксиды железа, алюминия и кремния. Из глинистых пород в производстве применяется суглинок, глина, лесс, глинистый сланец, лессовидные суглинки.

Суглинок — глина с высоким содержанием пылеватых и песчаных частиц.

Глинистые сланцы — плотные и твердые, самые прочные породы, имеют постоянный состав, не гироскопичны, механическая нагрузка приводит к расслаиванию породы на пластинки.

Лесс — тонкозернистая порода, рыхлая и пористая, содержит кварц или силикат, не отличается высокой пластичностью.

Лессовидный суглинок — материал, являющийся промежуточным между суглинком и лессом.

Технология приготовления в домашних условиях, как сделать самому, пропорции и так далее

Промышленное производство цемента возможно разделить на два этапа: изготовление клинкера и смешивание его с гипсом. Клинкер производится из карбонатных и осадочных пород, которые измельчаются и перемешиваются. Смесь нагревается при значительных температурах. Клинкер перемалывается и смешивается с гипсовым порошком. Правильное отношение — 5% от общей массы, что уменьшает время застывания цемента.

Необходимое оборудование

Для самостоятельного изготовления цемента потребуется мельница для измельчения клинкера и печь для обжига. Важно понимать, что в процессе работ исполнителю потребуется не только значительное количество трудовых ресурсов, но и достаточно много расходных материалов. Поэтому перед тем, как приступить к процессу по изготовлению цементу в домашних условиях, необходимо объективно оценить собственные технологичные возможности. Не стоит забывать и об экономическом аспекте. Необходимо определить целесообразность самостоятельного изготовления. Для мелких работ это нецелесообразно в любом случае, выгоднее купить готовую продукцию.

Подготовка

Первым этапом работ является подготовка. Данный этап является основополагающим. Исполнителю потребуется емкость для приготовления цемента. Важно помнить, что объем выбранной тары должен соответствовать объему, который исполнитель планирует получить. Кроме этого, рекомендуется выбирать устойчивую тару с прочными стенками. Не рекомендуется использовать емкость с тонкими и низкими стенками, т.к. они не позволяют приготовить материал высокого качества. Кроме этого, может потребоваться легкий и прочный инструмент для измельчения и смешивания.

Как приготовить

Для изготовления клинкера в домашних условиях возможно выбрать известняк и глину в пропорции 3 к 1. Материалы измельчают и тщательно перемешивают. Основная сложность состоит в нагреве смеси до нужной температуры. В соответствии с технологией она должна составлять 1400-1500 градусов по Цельсию. Поддерживать данный режим необходимо в течение 2-4 часа. У частных исполнителей нет подходящего оборудования для решения данной задачи. Неплохим вариантом является русская печка, в ней возможно выпекать клинкер. Если постараться, то в печи возможно поддерживать температуру примерно в 1000 градусов. Этого недостаточно, но за отсутствием лучшего решения подойдет и такой вариант. Для поддержания постоянной температура следует использовать дрова из бука или ясеня. Но необходимо выполнение и других условий: доступ кислорода и постоянное перемешивание. В промышленных условиях для этого используются барабанные печи.

Для производства цемента на постоянной основе возможно приобрести лабораторную печь для обжига, которой по силам создать температуры до 1600 градусов. Для облегчения задачи возможно купить и мельницу для измельчения, в которой перемалывается клинкер. Оборудование не отличается доступной стоимостью, но даже его применение не обеспечивает получение цемента, качество которого возможно сравнить с продукцией промышленного выпуска. При нагреве образуются силикаты кальция (белит и алит), алюминатная и алюмоферритная фазы. Сделать цемент самостоятельно не слишком просто. В завершении необходимо перемолоть клинкер и добавить гипсовый порошок.

Применение

Использовать цемент возможно для приготовления бетонных растворов, которые предполагается использовать для решения несложных и не масштабных работ. Применение допустимо для конструкций, которые не будут подвергаться повышенным нагрузкам. Следовательно для несущих конструкций материал не подходит, т.к. существует высокий риск разрушения.

Как приготовляют, качество

Даже при выполнении процедуры изготовления самодельный цемент невозможно сравнивать с заводским продуктом. Строительный материал промышленного производства отличают следующие свойства: стойкость к морозу, повышенная водонепроницаемость, пониженное теплоотделение, высокая прочность. В домашних условиях также возможно получить стройматериал для выполнения базовых задач, но он будет не таким качественным.

Видео

Читайте также: