Из чего и как делают цемент

Сейчас трудно себе представить область строительства, в которой не применялся бы цемент. Начиная с самого первого этапа, закладки фундамента, заканчивая внутренними отделочными работами в помещениях, применяют крепкий, прочный, функциональный состав, который быстро твердеет в процессе строительных работ.

Первые упоминания о цементе приходятся еще на давние времена, но сейчас его популярность растет. Еще никто не нашел аналога этому универсальному строительному материалу, так как свойства его можно отнести к особенным и даже уникальным.

Цемент, в переводе с латинского «caementum» означает «щебень или битый камень». Это искусственно созданное, вязкое вещество гидравлического характера неорганического типа, которое считается одним из ведущих материалов для строительства.

Взаимодействуя с жидкостями, растворами на основе воды и солей, такой состав способен образовывать пластичную массу, затвердевающую в скором времени после использования, превращаясь в конечном итоге в предмет, схожий на каменный.

По сути, говоря о том, из чего состоит цемент, стоит отметить, это измельченный до мелкой фракции клинкерный порошок с добавками, наполнителями с целью достичь различных модификаций. В сухом порошкообразном виде стройматериал выглядит как сыпучая, однородная, масса серым цветом.

В разведенном с водой виде получается состав пастообразного вида с хорошими вяжущими показателями, который и наносят при строительных работах на разные поверхности. Полученная масса приобретает повышенную прочность, схожую на каменную, за счет чего, собственно, объясняется популярность вещества.

Химический состав, формула

Производство цемента – востребованная отрасль строительства, его производят многие компании, каждая из которых учитывает особенности его состава. Особенность производства заключается в нагревании известняка с глиной до определенной температуры (1450 0С). При нагреве составляющие материалы изменяются, образовывая в результате клинкерные гранулы.

Потом полученные гранулы перемешиваются с гипсом, перемалывая до однородного порошкообразного состояния.

Производство цемента – сложный, трудоемкий процесс, требующий применения технического оборудования, придерживания технологических норм, условий, чтобы в результате работы получить вяжущее средство, обозначаемый формулой:

Расшифровать состав цемента в химическом его понимании можно так:

• Расшифровать состав цемента в химическом его понимании можно так:

Виды

На современном строительном рынке представлен большой ассортимент крепкой вяжущей смеси, которая представлена разными видами цемента:

• ПЦ 1 (портландцемент), наиболее распространенный (занимает почти 60% рынка), часто используется в процессе возведения монолитных строений, сборных конструкций на основе бетона, железобетона.
• ПЦ 2 (портландцемент с добавками). Из чего цемент данного вида? В составе могут быть известняк, шлак, пуццолан, зола-унос с соответствующей буквой -обозначением на упаковке.
• Шлакопортландцемент (ШПЦ 3). Такие виды цемента могут быть с содержанием шлака до 35% с обозначением на упаковке «А», до 20% с обозначением «Б». Такой состав применяется при строительстве сооружений под водой, не набухая в процессе эксплуатации, но можно применять и для сухих работ (штукатурка), но только не в условиях пониженных температурных режимов.
• Пуццолановый портландцемент (ПЦЦ 4), в составе которого много минеральных добавок. Учитывая, из чего цемент данного вида состоит, отмечается, что он обладает быстрым первичным твердением в условиях влажной среды сперва, а потом уже на воздухе. Такая особенность позволяет использовать данный вид при возведении гидротехнических сооружений, тоннелей и т.п.
• Портландцемент с расширением (РПЦ). Изготовление цемента такого типа подразумевает наделение его способностью увеличивать объем при застывании, что востребовано при починке железобетонных конструкций разной сложности или сооружений из камня.
• Глиноземистый, высокоглиноземистый, способный быстро твердеть, выдерживать температуру не более 1700 0С, применяться при строительстве сооружений в воде, но не для больших конструкций.

Производство цемента регламентируется нормативными документами, в которых указаны требования по регулированию порционных доз необходимых компонентов в смеси сухого вида и технологии самого производственного процесса.

Технические характеристики

Производство цемента осуществляется с обязательным учетом технических характеристик:

• Марка. На упаковочном материале этот показатель обозначается буквой «М», «Д» (добавки в процентом соотношении) и сопровождается соответствующей цифрой, указывающей на самый большой показатель нагрузки в кг на тот или иной объем застывшей массы (прочность на сжатие). Различают такие марки: М 400, наиболее популярная, применяемая при любых видах строительных, отделочных работ; М 500, характеризующаяся быстрой сцепкой, хорошей прочностью, обеспечивающие долгий срок службы строений. Каждый из видов имеет собственный состав и отношение бетон-песок-щебень.

• Активность, определяемая устойчивостью раствора на показатель сжатия. Полученные в ходе исследования цифры сравнивают с нормативными, определяя отношение к марке. Показатель будет зависеть от активности гранул клинкера, степени измельчения компонентов, количества примесей.
• Плотность. Цемент, только что приготовленный в виде раствора, отличается наименьшими данными, слеживаясь и уплотняясь при транспортировке, сбережении, которые напрямую будут зависеть от уровня перетертости клинкерных гранул.
• Удельный и объемный вес, соотношение которых зависит от состояния раствора.
• Срок годности. При нормальном окружении порошок хранится на протяжении нескольких месяцев, а при соблюдении герметичного хранения – до 24 месяцев. Сроки меняются в зависимости от принадлежности к марке, чем она выше, тем быстрее цемент теряет свойства. Нормальные условия хранения мешков предполагают использование целлофана на высоте не менее 0,3 метра от поверхности пола.
• Насыпная плотность (отношение массы цемента в рыхлом состоянии к объему).
• Время застывания, которое зависит от температуры и условий окружающей среды. Летом раствору понадобится от двух до трех часов, зимой – почти десять. Чтобы процесс происходил быстрее, в ходе строительства в раствор вводят специальные добавочные компоненты.
• Размер измельченных частиц. Чем меньше будет уровень помола компонентов, из которых цемент состоит, тем скорее раствор станет твердым и будет более прочным в процессе эксплуатации. Данный параметр имеет прямое отношение к качеству используемого оборудования.

Что входит в состав

Из чего и как делают цемент – вопрос интересный для многих, кто имеет отношение к строительству, так как это основной элемент, лежащий в основе работ. Основа вяжущего вещества – клинкер, определяющий его свойства и прочность. В процессе его производства используют глину (75%), известняк (25%), в большинстве случаев применяют мел, потому что его проще перетереть до пылеобразного состояния.

Производство цемента может происходить с заменой известняка на ракушечник, потому что в его составе достаточное количество карбоната, он легко крошится.

В качестве глины используют суглинки, в составе которых имеются песок и пыль, применяемые в качестве переходного вещества. Создавая клинкерные гранулы, могут использовать сланцы, так как в них мало влаги, их можно быстро высушить и перемолоть до порошкообразного состояния.

С целью улучшить характеристики готового раствора, используют минеральные добавки, увеличивающие срок эксплуатации вещества, защитить его от агрессивной внешней среды, повысить прочность и эластичность.

Изготовление цемента предусматривает добавление пластификаторов с примесями, придающими составу высокие показатели огнеупорности, устойчивости к воздействию влаги, защиты от кислот, адгезии, укрепляя конструкцию в общем.

Методы производства цемента

В плане технологических особенностей можно различить несколько методов того, как делают цемент, каждый из которых сводится к обработке исходного сырья:

• Мокрый. Процесс заключается в введении в состав мела вместо извести в ходе изготовления клинкера. Все ингредиенты смешиваются в барабане с постепенным добавлением воды с целью образования шихта с содержанием влаги до 50%. Далее следует обжиг, в процессе которого образуется клинкер в форме шара. Остывшие шарики крошат до порошкообразного состояния.
• Сухой, менее затратный, так как требует меньших вложений в производственный процесс, а себестоимость готового цемента снижается. При таком методе применяют механизм, в котором объединяются процессы измельчения и сушки. Все необходимые дополнительные ингредиенты добавляются в основной состав в процессе дробления, обрабатываясь в одном резервуаре.

Помимо основных методов изготовления цемента существует еще комбинированный, объединяющий в себе методики первых двух. Основное отличие комбинированного метода в последовательности обработки составляющих и тщательном перемалывании ингредиентов, смешивании до состояния полностью однородной массы. Чтобы цемент хранился длительное время, не слеживаясь, при его производстве применяются специальные силосные башни, где он насыщается воздухом искусственным способом.