З чого роблять цемент: склад, пропорції, характеристики, типи, як зробити самостійно

Бетон – основа будь-якої будівельної конструкції. Практично кожна будівля, що знаходиться навколо нас, так чи інакше, було зведено за допомогою цементного розчину. Будівельний бетон, створений на основі цементу, десятиліттями витримує багатотонну навантаження, практично не відчуваючи негативного впливу ззовні. Чому вже багато десятиліть саме цемент є найпопулярнішим будівельним матеріалом? Редакція HouseChief.ru спробує розкрити ту саму секретну формулу, завдяки якій, ми нарешті дізнаємося, з чого саме роблять цемент і чому його вважають одним з найміцніших матеріалів в усьому світі.

Цемент – сполучна ланка будь-якої конструкції. Від сходів під’їзду до елітних хмарочосів

Нормативні документи

Цемент, як і будь-який інший товар, обов’язково повинен пройти процедуру сертифікації. Існує кілька ГОСТів і Сніпов, які в тій чи іншій мірі стосуються якості цементної суміші. Перелічимо основні з них:

  1. ГОСТ 31108-2003 «Цементи загальнобудівельні. Технічні умови”.
  2. ГОСТ 30515-97 «Цементи. Загальні технічні умови ».
  3. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент і шлакопортландцемент. Технічні умови”.

Тут же можна знайти посилання на додаткові акти і нормативні документи, які можуть стати в нагоді при глибокому вивченні даного питання.

Стандарти визначають не тільки якість самої сировини, але і допустимі сфери його використання, правила транспортування, час схоплювання, особливості заливки і інші параметри

Хімічний склад цементу

Сам по собі цемент? не що інше, як порошок. Його створюють на основі клінкеру. У складі можуть міститися різні компоненти і наповнювачі.

Цікавий факт! Коли цементний розчин застигає, його щільність не поступається щільності каменю. Для створення штучного каменю використовується теж цемент.

Гранули клінкеру (основного елемента, з якого створюють цемент) виходять шляхом нагрівання при екстремально високих температурах вапняку і глини

Нагрівання відбувається до показників + 1450 ° C. Структура природних компонентів змінюється, і виходить нова речовина – клінкер. Після цього отримане речовина з’єднують з гіпсом і перемелюють, в результаті і виходить знайомий всім цементний порошок.

«Ось так виглядає хімічний склад готового цементного порошку: 67% оксиду кальцію (СаО), 22% діоксиду кремнію (SiO2), 5% окису алюмінію (Al2О3), 3% оксиду заліза (Fe2O3), 3% інші складові.»

Основні характеристики

Для цементу головною технічною характеристикою залишається його марка, саме ця маркування скаже про таку важливу характеристику, як показник максимального навантаження в кг.

Зазвичай цей показник має позначення буквою «М». Далі йдуть цифри, що показують міцність, наприклад, М400 або М500

Числа вказують на максимальний показник навантаження, яке може витримати застиглий цемент. Його ще називають показником міцності на стиск. На практиці таке значення говорить про вагу, який здатний витримати матеріал і при цьому не зруйнуватися. Наприклад, при використанні цементу М200 навантаження, яку зможе витримати 1 см ?, становить 200 кг.

Цікаво, що тестувати цемент дозволено тільки після повного висихання, а це відбувається через 28 діб і не раніше. Після цього тестовий зразок цементу укладають під прес і стискають. Тиск, при якому він почав руйнуватися, і є його маркою. Причому процедуру повторюють шість разів, а потім з 4 кращих показників обчислюють середнє арифметичне. Показник цей вимірюється в МПа і кг / см ?.

«Буквою« Д »позначаються дані про спеціальні добавки, що використовуються в цементі. Наприклад, Д10 говорить про те, що в суху суміш додали 10% добавок. Завдяки їм вдається надати готової конструкції додаткову міцність і морозостійкість. »
Добавки можуть впливати на зносостійкість матеріалу, його вологостійкість, захист від корозії, впливати на колір і міцність. Випускаються в’яжучі варіації цементу від М300 до М800.

Типи цементу по сфері використання

Як ми вже зауважували раніше, на якість цементної суміші впливають різні добавки. Від цього залежить його сфера застосування і міцність. Наприклад, морозостійкі зразки застосовуються в будівництві житлових будинків і будов на територіях з суворим кліматом, в сейсмічно небезпечних зонах застосовуються добавки, що збільшують параметри клейкості суміші. Вони, в свою чергу, не дають бетонних конструкцій розтріскуватися.

Цікавий факт! В процесі заморожування вода, що міститься в бетоні, розширюється і починає руйнувати його зсередини. Однак сучасні технології дозволяють поліпшити ступінь морозостійкості, в цементний порошок вносяться мінеральні добавки, наприклад, нейтралізований деревне пек. Вони створюють міцну оболонку навколо водяних частинок.

Найпопулярніша марка цементу з міцністю 400 кг / см ?, або М400. Її використовують для проведення самих різних будівельних робіт

Найчастіше в цементну суміш додають різні добавки, процентний вміст яких може досягати 10 і 20%. Для зведення монолітних будівель використовую цемент марки М-500. У такого матеріалу більш висока швидкість застигання і міцність. Зазвичай саме з такої цементної суміші зводять перекриття і несучі конструкції.

З чого роблять цемент

Зазвичай заводи з виробництва цементу будують там, де знаходяться поклади вапняку і інших порід, які використовуються при створенні клінкеру. Головними природними елементами, з яких роблять цемент, є:

  • копалини карбонатного типу: кристалічні породи, піддаються випалу;
  • глинисті матеріали, а також гірські породи осадового характеру мінерального походження. Сировина характеризується в’язкістю, застосовується при сухому способі виробництва.

«При виборі цементу звертайте увагу на такий показник, як тонкість помелу. Чим дрібніше структура порошку, тим міцніше буде суміш. »

карбонатні породи

Які карбонатні породи використовуються при виробництві цементу:

  • крейда (Варіація вапняку) – легко піддається обробці, дешевий і універсальний;
  • мергель, або мергелістих вапняк. Плюс цих порід в тому, що в них є досить велика кількість вологи, крім того, вони містять необхідні частинки глини;
  • вапнякове сировину, ракушечники, що відрізняються відсутністю включень кремнію. Порода має пористу структуру, легко руйнується під впливом стискають зусиль;
  • карбонатні породи. Вони характеризуються цінними фізичними властивостями.

Сировина добувається різними фракціями, вже на виробництві ведеться його відбраковування і сортування

глиниста сировина

До глинистих порід відносяться:

  • глина, що містить мінеральні включення, що розбухають при додаванні води;
  • суглинки ? розбавлені піщаної фракцією;
  • сланці – міцні глинисті породи;
  • лес – нееластична пориста порода з включенням кварцу.

коригувальні добавки

Крім мінеральної сировини, при виробництві цементу використовуються спеціальні пластифікатори. Найчастіше використовують добавки на базі копалин, що містять плавиковий шпат, а також апатити.

Важливо! Основою будь-якого в’яжучого є цементний клінкер і всього 15-20% мінеральних добавок. Саме від нього залежить міцність майбутнього цементу і інші його характеристики.

Як роблять цемент на виробництві

Як і будь-яке виробництво, створення цементної суміші відбувається строго за спеціальною технологічною схемою. І складається з наступних етапів:

  1. Створення клінкеру. Його, нагадаємо, роблять з вапняку і глини в процентному співвідношенні 75? 25. Суміш поміщається в піч, при температурі приблизно +1500 ° C відбувається зміна складу. Утворюється в’язке речовина, надійно скріплює всі гранули клінкеру. Одержуваний клінкер охолоджується в спеціальних холодильних установках.
  2. Потім гранули додатково подрібнюють. Подрібнення відбувається в спеціальних перемелюють млинах. Вони являють собою барабани з поміщеними туди сталевими кульками.
  3. До подрібненої клінкеру додають також дрібнодисперсні гіпс і мінеральні добавки.

Чим дрібніше фракції цементу, тим міцніше і надійніше буде склад, тим вище марка

Існують різні технології підготовки вихідної сировини. Розглянемо основні з них.

мокрий метод

Мокра технологія передбачає обов’язкове додавання води на етапі подрібнення, в цьому випадку замість вапна використовується крейда. При цьому утворюється спеціальна суміш, або шихта, яка потім повторно висушується в печі, перетворюючись на подобу скляної кулі, який потім знову подрібнюється. При цьому собівартість цементу значно збільшується. Чи вважаєте, що суміш, приготована таким способом, більш міцна.

сухий спосіб

Сухий спосіб – більш дешевий варіант. У цьому випадку на практиці об’єднують дві технологічні операції – помел і сушіння суміші. У кульову млин направляють гарячі гази, які і здійснюють просушку. Тут на виході виходить вже готовий порошок.

комбіновані методики

Комбінований варіант об’єднує в собі особливості мокрого і сухого способу. Технології відрізняються на кожному підприємстві. Іноді замість мокрого способу, що допускає зволоження клінкеру до 50%, використовують варіанти з пониженням вологості на цьому етапі до 18 або 20%. Другий метод передбачає підготовку сухої суміші з подальшим зволоженням до 14%, гранулювання, заключним відпалом. Все залежить від завдань, які стоять перед технологом.

Як зробити цемент в домашніх умовах

Незважаючи на гадану складність виробництва цементу, зробити його своїми руками в домашніх умовах можливо. Зрозуміло, що цей варіант не буде таким технологічним, як на заводі, і обпалити його при необхідній температурі також не вийде. Однак деякі хитрощі ми можемо вам розповісти. Розглянемо один з популярних рецептів створення складу, цілком підходить для закладення щілин і стяжок. Для створення суміші нам буде потрібно водна вапно, кам’яна зола і звичайна вода.

«При створенні суміші беруться рівні пропорції інгредієнтів.»
Речовини акуратно перемішуються до отримання однорідної консистенції. Пам’ятайте, що цей склад «схоплюється» практично моментально. Тому змішувати його дуже багато не потрібно

Ще один популярний рецепт створюється із застосуванням звичайної гліцерину. Для цього необхідно взяти свинцевий глет, його розтирають до тонкого стану, висушуємо в печі, можна на звичайному металевому листі. У такій «клінкер» додається гліцерин. Такий цемент найбільше схожий на магазинний аналог.

Цікавий факт! Один з найбільш неоднозначних способів створення цементу на основі крові придумали в Китаї. В якості одного з інгредієнтів застосовується свиняча кров. Незважаючи на те, що моральна сторона питання викликає етичні суперечки. Кажуть, що за міцністю такий цемент не поступається каменю.

Як приготувати цементний розчин

У звичайний розчин кладки додається цемент і пісок в частках 1: 3. За бажанням до нього можна засипати пластифікатори.

Такий склад найчастіше застосовують для шпаклівки швів і тріщин, кладки цегли, стяжки бетонних конструкцій, вирівнювання підлоги

Мильні і миючі засоби в суміш додавати не можна, вони з часом вимиваються зі складу та можуть стати причиною виникнення тріщин. Для вирівнювання невеликих тріщин підійде приготування цементної пасти без використання піску. Однак в якості в’яжучого речовини може виступати будь-який підручний матеріал. Навіть яєчний жовток. У суміш при цьому додається зовсім небагато води. Така маса практично не залишає шорсткостей, підходить для фінішної обробки стиків і нерівностей.

З чого і як роблять цемент – відео

А для того щоб закріпити отриману інформацію, подивіться навчальне відео, з чого роблять цемент.

А якщо у вас є питання до автора статті, задавайте їх у коментарях.