Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего делают цемент: от теории к практике

Из чего делают цемент: от теории к практике

Евгений Тарасевич

Оглянитесь, практически все здания и сооружения вокруг нас держатся только благодаря цементу. Бетон на его основе может десятилетиями стойко выдерживать все нагрузки и негативные влияния извне. Так что же в нём такого особенного: состав, рецептура, технология изготовления, «секретный ингредиент», или, может, всё вместе? Сегодня разберём, из чего делают цемент, его свойства и «рецептуру» для самостоятельного приготовления качественной цементной смеси. Как всегда, на портале homius.ru лучшие способы сделать ваш дом уютным и комфортным для проживания.

Из чего делают цемент

Нормативные документы

Любой строительный материал требует обязательной сертификации. Существует огромный перечень ГОСТов и СНиПов, согласно которым выпускаются цементные смеси. Стандарты определяют не только качество сырья, но и сферу применения, правила транспортировки, тестирования и много другое.

Где посмотреть нормы:

  • ГОСТ 31108-2003 «ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
  • ГОСТ 30515-97 «ЦЕМЕНТЫ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ»;
  • ГОСТ 10178-85 «ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИя».

В этих же документах можно найти дополнительные акты и стандарты, которые помогут правильно выбрать материал для строительных работ.

Основные характеристики

На какие свойства цемента стоит обратить внимание в первую очередь:

  • прочность цемента, как и бетона, – важнейший показатель, который является определяющим при выборе сырья для строительства. Этот параметр тестируется исходя из максимальной нагрузки, которую может выдержать цементная балка;

Интересный факт! Тестируемый образец, прежде чем подвергнуться тесту, должен сохнуть не менее 28 суток.

Обычно о прочности можно узнать по маркировке блока. Обычно используются такие обозначения: М400 или М500. Выпускаются вяжущие вариации цемента от М300 до М800.

Проверка цементного блока на прочность

  • активность при пропаривании – ещё одна немаловажная характеристика, показывающая, насколько активно гудронирует вяжущий состав. От этого показателя напрямую зависит прочность вяжущего компонента и время теповлажностной обработки. Существует 3 группы по пропариванию. Первая – самая лучшая и эффективная;

Пропаривание образцов

Внимание! Многие технологи экспериментируют, добавляя меньшее количество цемента, если он имеет первую группу при пропаривании. За счёт хорошей активности необходимая прочность изделия набирается быстрее. Если результаты испытаний показали третью группу активности, значит, самое время увеличить температуру ТВО, её продолжительность или, вообще, количество вяжущего элемента.

Это две самые важные характеристики вяжущего вещества, применяемого в любой сфере строительства. Поэтому с каждой новой партии, даже если есть на руках паспорт качества, проводятся тестирования таких свойств. На основании полученных данных выполняется корректировка состава.

  • сроки схватывания – время, когда начинает схватываться цементный состав. Обычно оно составляет от 45 минут до 10 часов. Чем выше температура, тем быстрее наступает схватывание;

Прибор Вика для определения сроков схватывания

  • насыпная плотность – в рыхлом состоянии она равна примерно 900−1100 кг/см 3 , в уплотнённом – 1400−1700 кг/см 3 , истинное это значение − 3000−3100 кг/см 3 ;
  • водопотребность – необходимое количество воды для гидратации цемента и создания пластичности теста. Как правило, берётся примерно 17% воды от массы цемента, необходимой для гидратации. Но бывает, что такой показатель увеличивают из-за того, что водопотребность самого цемента выше.
Читайте так же:
1м3 кладочный раствор песок цемент

Насколько качественно вяжущее свойство получилось, тестируют ещё в заводских лабораториях и на основании подобных испытаний выдают паспорт качества, из которого мы и узнаем все характеристики. Но его получаем только через месяц, так как паспорт выдаётся на основании испытаний образцов в 28-суточном возрасте. Поэтому каждую новую партию независимо тестируют в лаборатории, чтобы узнать, насколько он качественный. Последнее же зависит от состава самого вяжущего материала.

Из чего делают цемент: подробный состав

Основой любого вяжущего является цементный клинкер и всего 15−20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики. Представляет собой продукт обжига сырья (в основном это известняк и глина), имеющего вид гранул от 1 до 6 см.

Клинкер

Весь процесс обжига происходит в специальных печах при высоких температурах − примерно +1500°C. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Позже эти гранулы дополнительно обрабатывают и дробят. Есть несколько видов изготовления вяжущего, но производство клинкера практически всегда остаётся без изменений.

Гипс также является неотъемлемым компонентом любого вида цемента. Его долевое содержание не превышает 6%. Именно благодаря ему происходит регулирование времени схватывания цементного теста.

Гипс

Добавки – необходимый ингредиент для любого вяжущего. Именно они гарантируют вяжущему веществу определённые характеристики и увеличивают их показатели, например, морозостойкости, прочности и другое. В зависимости от того, какие именно добавки использовались, различаются цементы по химическому составу и, соответственно, области применения.

Таблица добавок

Химический состав цемента

«Химия» цемента – сложное направление работы с вяжущей смесью. Да и знать подробную химическую формулу всех составляющих строителям необязательно. Прежде всего, это необходимо инженерам и техникам, испытывающим новые комбинации состава скрепляющих смесей. Обычно цемент состоит из следующих компонентов.

  • 67% − оксида кальция (СаО);
  • 22% − диоксида кремния (SiO2);
  • 5% − окиси алюминия (Al2О3);
  • 3% − оксида железа (Fe2O3);
  • 3% − прочие компоненты.

Как делают цемент на производстве

На сегодня существует несколько способов производства:

  1. Мокрый метод – первая технология, по которой стали изготавливать цемент. По ней работают и по сей день, правда, немного по усовершенствованной методике.
  2. Сухой способ – более современный метод производства вяжущего, отличающийся большей экономностью сырья и энергетических ресурсов. Но, что самое важное, именно по этой технологии выбросы в атмосферу сокращаются.
  3. Комбинированные методики в России используются редко, в основном на предприятиях, работающих с зарубежными партнёрами. Например, как Вольский цементный завод.

Осветить более подробно, всё же, хотелось именно мокрый метод производства цемента, так как по нему работают практические все цементные заводы в России и странах СНГ. На фото ниже представлены производственные мощности «Уралцемента» в Челябинской области, который начал свою работу 1957 году. Здесь вяжущее производят на основе известняка и глины по мокрому методу. В качестве топлива используют газ.Начинается производство в карьере с добычи основного сырья.

Читайте так же:
Можно ли снять металлокерамику с постоянного цемента

Добыча известняка и глины

Карьер известняка

Далее добытое сырье дополнительно обрабатывается и поступает в печь мокрого измельчения, где превращается в шлам. После чего шлам идёт дальше в сырьевые мельницы и шлам бассейны.

Обработка сырья

Полученный тонкодисперстный шлам отправляется во вращающуюся печь, где обжигается при температуре +1450°C. Результат этого процесса – клинкер.

Обжиг шлама

Контроль обжига

Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках, после чего транспортируется для дальнейшего измельчения в мельнице.

Транспортировка клинкера

Мельница для клинкера

Мельница для клинкера

К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.

Процесс смешивания ингредиентов

Процесс смешивания ингредиентов

Готовый цемент отправляют на хранение в специальные бункера.

Бункера

На таком крупном производственном предприятии просто не может быть лаборатории, сотрудники которой пристально следят за каждым производственным процессом и качеством цемента.

Тестирование цемента

Это основные производственные процессы по мокрой технологии. На всех заводах они идентичны. Единственное, делаются правки на сырьевые компоненты и специфику оборудования. Из чего и как делают цемент подробно расскажут видео.

Как делают цемент

Летом прошлого года я провёл съемку на заводе Lafarge («Уралцемент») расположенном в поселке Первомайский, Челябинской области. Завод производит цемент по мокрому способу с 1957 года и по объемам производства находится в десятке крупнейших цементных заводов России. Для производства цемента используют глину и известняк. В качестве топлива выступает природный газ.

История портландцемента начинается 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество, которое назвал «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Свойства портландцемента зависят от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента — способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях.

2. Производство цемента складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера (наиболее трудоемкий и энергозатратный этап) и его помол с соответствующими добавками.

3. Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьера.

6. Пройдя предварительную обработку, исходные материалы поступают в мельницу мокрого самоизмельчения «Гидрофол», где перерабатываются в шлам. Затем шлам домалывается в сырьевых мельницах и усредняется в шламбассейнах.

7. На заводе находится специальная лаборатория, в которой производят постоянный контроль качества и дозировку сырьевых материалов и добавок. И в том числе проводят тестирование конечного продукта на прочность.

11. Затем тонкомолотый сырьевой шлам вводится во вращающуюся печь (длиной около 200 м и диаметром 4 м) и обжигается при температуре 1450 градусов Цельсия.

12. При обжиге частички сырья сплавляются между собой, образуя клинкер.

13. Печь для обжига представляет собой вращающийся металлический цилиндр, который наклонен к горизонтальной плоскости под углом 3-4 градуса, чтобы обеспечить возможность движения материала вдоль печи.

Читайте так же:
Машинист цементных мельниц обязанности

14. Полученный клинкер охлаждается в холодильниках, дробится и подается транспортерами в бункеры цементных мельниц для помола.

15. Электрофильтры на вращающихся печах позволяют сократить выбросы пыли в атмосферу в 10-30 раз.

18. Остывший клинкер подается в мельницу.

20. Это самый шумный участок производства. Находится в цеху без наушников просто невозможно.

21. Цемент получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, минеральных добавок (10-15%) и гипса (3-7%), который служит для регулирования сроков схватывания. Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм.

24. Процедура LOTOTO (LockOut / TagOut / TryOut). Комплекс действий для повышения безопасности на производстве.

25. Различные минеральные добавки служат для придания бетонам, растворам и др. изделиям на основе цемента специальных свойств (скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость).

28. Полученный портландцемент транспортируется из мельниц в силосы для хранения.

29. Из силосов цемент отгружают железнодорожными вагонами и автомобильным транспортом в следующем виде: навалом, специальными контейнерами МКР весом до 1 тонны, бумажными мешками весом 50 кг.

6 способов использования затвердевшего цемента в мешке

Многие поставщики упаковывают цемент в бумажные мешки. К сожалению, через такую упаковку может легко проникнуть влага, и содержимое пакета быстро превратится в камень. Даже если материал уже испорчен, есть рабочие способы его использования.

цемент превратился в камень

Характеристика затвердевшего цемента

Срок хранения цемента в сухих помещениях составляет от 45 до 60 суток в заводской бумажной упаковке. Но на практике, если упаковать его в полиэтилен, то можно хранить такой материал без потери свойств до 1,5 лет.

При попадании воды на материал в результате гидратации он теряет свои вяжущие свойства. Это уже не цемент, а цементный камень. И если его все же использовать по прямому назначению, то получится некачественный бетон, который тут же начнет крошиться и разрушаться.

Полезные способы использования слежавшегося цемента

Опытные строители знают, что даже испорченный цемент можно применить:

  • В качестве фундамента. Подходит как заполнитель оснований в постройках, которые не подвержены сильным нагрузкам (забор, дровник, курятник). Слежавшийся цемент необходимо раздробить на мелкие кусочки около 0,5 см.
  • Как основа под плитку. Мелкие камешки такого материала применяются при заливке пола, как «подушка» для его отделки, под укладку тротуарной плитки и для установки бордюрных камней.
  • Ремонт дорожек на приусадебном участке. Большие ямы или выбоины на дорожках можно заполнить раздробленным цементом.
  • Облагораживание участка и декорирование покрытий. При обустройстве садовых дорожек часто используют такой состав: 1 часть цементного камня и 3 части строительного мусора или гравия.
  • Как фундамент для забора. Если залежалый цемент добавить в пропорции 1:1 к свежему, то можно залить прочный фундамент. Также такую смесь используют в засыпке и установке столбов для забора.
  • Отмостка вокруг дома. Предварительно раздробив цементный камень, добавляют пластификатор. Эта смесь хорошо подойдет для крепкой отмостки.
Читайте так же:
Можно чистый цемент для стяжки

Можно ли реанимировать уже затвердевший цемент

Существуют народные способы, помогающие восстановить утраченные свойства цемента. К ним относятся:

  • растирание в мелкий порошок;
  • соединение цементного камня со свежим материалом;
  • прожарка на очень высокой температуре (1300°C и выше).

Опытные мастера не рискуют использовать данные советы по восстановлению цемента. Все же в результате реакции гидратации получается совершенно новый материал, который уже не будет иметь своих прежних химических свойств.

Присутствующие в воде или почве сульфаты взаимодействуют с бетоном и постепенно снижают его прочность, что в результате приводит к разрушению конструкции.

Как узнать, качественный ли перед вами цемент? Визуально способов сделать это с высокой точностью нет. Но есть несколько способов, которые помогут вам определить, не перележал ли материал, не отсырел ли он, может ли еще использоваться по назначению.

Для того, чтобы достичь поставленной цели, нужно верно подобрать цемент – его марку и другие параметры

Строительные материалы часто берут заранее или с запасом — в нынешних условиях, когда цены растут так быстро, это вполне рациональное решение. При этом важно помнить, что такой материал, как цемент, требует особых условий хранения.

Если вы сталкиваетесь с проблемой выбора цемента впервые и решаете, что взять — М400 или М500, эта статья поможет вам принять верное решение.

Как сделать цемент своими руками

Как сделать цемент своими руками

При строительстве жилых домов используются различные штучные элементы: кирпич, блоки или панели. Чтобы готовая конструкция приобрела прочность, отдельные материалы необходимо связать в монолитную конструкцию. При изготовлении строительных растворов высокой прочности применяют портландцемент. Прочность цемента, а так же изготовленных из него конструкций определяется пределом прочности при изгибе или сжатии образца соответствующих размеров, изготовленного из песчано-цементного раствора в стандартном соотношении три к одному. Образец выдерживается в определенных условиях температуры и влажности в течение 28 суток. На основе портландцемента выпускается несколько разновидностей: гидрофобный, пластифицированный, шлакопортландцемент, пуццолановый, сульфатостойкий. Каждая из марок адаптирована наилучшим образом к определенным условиям эксплуатации. К примеру, пуццолановый портландцемент не боится влаги, его применяют при строительстве подземных или подводных сооружений. Цемент используется как в качестве строительного раствора, так и в изготовлении штучных изделий из бетона, при соответствующем наполнении, например, тротуарной плитки или железобетонных блоков.

Приготовление строительного раствора

как сделать раствор из цемента

Компонентами строительного раствора являются вода, заполнитель (песок) и вяжущее вещество (цемент, известь, гипс). Технология того, как сделать цемент при возведении дома или других построек своими руками, чрезвычайно проста, но в то же время требует внимательного отношения.

Раствор замешивается из песка, воды и цемента, или же из извести, цемента и воды. Для начала необходимо приготовить сухую смесь цемента и песка (извести), при этом песок берут в соотношении от двух до пяти частей. Цементно-известковый раствор готовят из 1 части цемента, 6-9 частей песка, 2 частей извести. Чаще всего растворы из песка и цемента используются при укладке фундаментов, возведении стен, выравнивании полов путем стяжки, а так же для оштукатуривания внешних и внутренних стен, в помещениях, подверженных воздействию повышенной влажности. Цементно-известковые растворы так же используются для штукатурных работ, в основном внутри помещения.

Читайте так же:
Как покрасить бочку изнутри цементом

Пропорции готовой смеси выбирают строго, исходя из предназначения раствора. Для укладки фундамента используют соотношение песка и цемента один к одному, один к двум, при кладке кирпича пропорции принимаются один к трем, для оштукатуривания вполне подойдет смесь один к шести.

Прочность готовой конструкции напрямую зависит от консистенции песчано-цементной смеси. Она не должна растекаться, но так же чрезмерно сухая смесь для укладки, к примеру, кирпича, категорически не подходит. Надлежащие свойства текучести и пластичности обеспечиваются наличием не менее 65 — 75% жидкости относительно сухой составляющей. Вода в готовую смесь добавляется небольшими порциями, при этом раствор тщательно вымешивают. Температура жидкости должна быть не слишком высокой, но и ледяная вода для этой цели не подходит. Часто именно вопрос, как сделать раствор из цемента, чтобы его прочность соответствовала поставленной задаче, является первоочередным в строительных работах. Строгое соблюдение технологического процесса гарантирует хорошее качество. Помимо соблюдения пропорций смеси, необходимо обратить внимание так же на ее однородность. При просеивании песка через сито, выбирают размер ячеек, соответствующий требованиям. При этом речной, илистый песок для таких целей совершенно не подходит. Чистота материала так же имеет очень большое значение. В случае приготовления бетона, используемый гравий так же необходимо тщательно промыть и просушить, и только после этого использовать.

Песок и цемент в емкость для смешивания добавляют небольшими порциями, даже если необходим очень небольшой объем смеси. Смешивание лучше всего производить, используя миксер (вполне подойдет и обычная дрель с насадкой). Приготовить раствор удобнее всего в старой чугунной ванне. Используют готовый раствор в течение тридцати минут, по истечении этого времени начинаются необратимые процессы затвердевания.

Качество исходного материала так же имеет большое значение, ненадлежащее хранение самого цемента или использование некачественного песка, способны свести на нет все усилия. Хранят тару с сухим цементом в теплом месте при низкой влажности. Делая покупку, непременно обращайте на это внимание. Ненадлежащие условия значительно понижают вязкость готовых смесей, а соответственно и прочность готовой конструкции.

Приготовление самостоятельно смеси для кладки или оштукатуривания, является одним из самых трудоемких и технологически сложных видов строительных работ. Только доскональное соблюдение пропорций и соответствующее качество исходного материала гарантируют хороший результат. Необходимо принимать во внимание и то, что штукатурка или кладка предполагают определенные условия отвердевания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector