Из чего делают цемент

Обобщающая таблица особенностей всех видов добавок для цемента

Чем отличается цементный раствор от бетонной смеси

Главное отличие этих типов строительных материалов — состав, который и обуславливает различие их качеств и разные области их применения. Есть у них и общие черты: использование цемента как вяжущего позволяет получить материалы, отличающиеся особой прочностью.

Фактически, бетон можно назвать композитным материалом. Если для изготовления бетонной смеси, помимо цемента, воды и песка, требуется еще и крупный заполнитель, к примеру, гравий или щебень с разным размером фракций, то в цементный раствор добавляется только мелкий заполнитель — песок.

Таким образом, в состав цементного раствора входят:

1. цемент;
2. песок;
3. вода.

Различается и область применения. Бетон используется для изготовления крупных изделий и конструкций, например, монолитных стен и плит перекрытий, дорожного полотна, стяжек, а также мелкоштучных, но требующих высокой прочности изделий, к примеру, тротуарной плитки.

Цементные растворы применяются как материал для заполнителей швов и соединения строительных элементов (кладочные растворы) либо для обработки поверхностей (например, различные виды штукатурных растворов с использованием цемента).

Советуем изучить:Каталог добавок Cemmix

Виды добавок для цемента: особенности, дозировка, использование

Дабы правильно выбрать нужный для реализации задач продукт, важно знать особенность каждого вещества. Согласно ГОСТу 24640-91 добавки для цемента разделяют на следующие виды: пластифицирующие, вовлекатели воздуха, ускорители схватывания смеси, замедлители схватывания, уплотняющие, ингибиторы коррозии, противоморозные, полимерные, красящие

Рассмотрим детальнее каждый тип:

Преимущества

Пластификатор представляет собой специальное средство в виде порошка, жидкости или готового к использованию раствора, которое при добавлении в цементную смесь:

1. увеличивает степень эластичности и текучести;
2. повышает твердость и прочность монолитной конструкции до 125-140%;
3. уменьшает концентрацию воды в растворе на 5-15%;
4. увеличивает стойкость к температурным колебаниям;
5. снижает процент усадки материала после затвердевания;
6. повышает адгезию между компонентами цементного раствора и с металлическими изделиями;
7. препятствует возникновению на арматуре и других элементах коррозийных образований;
8. сокращает объем использования цемента в растворе до 15%;
9. снижает вероятность появления воздушных пустот;
10. увеличивает общую площадь покрытия за счет уменьшения толщины заливания раствора;
11. улучшает удобоукладываемость и экономит трудовые ресурсы.

Кроме того, пластифицирующие добавки делают цемент более однородным, целостным и долговечным. Благодаря этому материал не расслаивается, не покрывается «сеткой» трещин и дольше хранится до начала использования.

Разновидности и сферы использования

В зависимости от оказываемого эффекта пластифицирующие добавки для цемента разделяют на 4 группы:

1. Суперсильные – способны увеличить подвижность в 3-4 раза и пластичность раствора на несколько уровней (к примеру, с П1 до П6) без снижения прочности и плотности материала. Продукт сделан на базе серной кислоты, 30% формальдегида, нафталина и сульфата натрия. Суперсильная пластифицирующая добавка для цемента подходит для выполнения любых строительных работ: заливка, стяжка, штукатурка.
2. Сильные – вещество, изготовленное на основе акриловых полимеров, неорганических солей, лигносульфоната. Сильные пластификаторы увеличивают удобоукладываемость цементной смеси, повышают тиксотропность и пластичность на 3-4 уровня (с П1 до П3). Рекомендуют применять для формовки различных конструкций, стяжки и штукатурки.
3. Средние – добавка, которая повышает гидроизоляционные свойства цемента; улучшает стойкость к сульфатам и хлоридам; увеличивает подвижность материала с П1 до П3. Средние пластификаторы традиционно используют для возведения фундамента и закладки цоколя.
4. Слабые – продукт, созданный из натрия, фтора и метилсиликоната калия, повышает пластичность цемента всего на 1 уровень, но при этом значительно улучшает его гидроизоляционные характеристики. Советуют выбирать слабые добавки, если необходимо построить небольшое цементных сооружений.

Все классы пластифицирующих добавок увеличивают плотность цемента, благодаря чему он лучше проводит тепло (особенно актуально при использовании для стяжки под теплые полы).

Дозировка добавки на 100 грамм цемента

Дозировка продукта зависит от его концентрированности – у каждого производителя она разная. Как правило, это 0,5-1% вещества от общей массы цемента – то есть на 100 грамм раствора нужно 0,5-1 г добавки. Пластификаторы разбавляются водой в пропорции 1:2 (t – до 30 градусов), а затем добавляются в цементную смесь в процессе ее замешивания (сухие – в начале, жидкие – в середине).

Рассмотрим на примере:

при использовании 0,5% добавки от массы цемента – необходимо добавлять 100 г пластификатора на каждые 10 литров воды

Видео: Пластификатор для ТЁПЛЫХ ПОЛОВ CemThermo+ ФИБРА Cemmix= ЗАМЕС+ проверка ПРОЧНОСТИ.

Как изготавливается

Из чего же делают цемент? Процесс изготовления строительного материала достаточно энергоемкий, в него входит получение клинкера и превращение его в порошкообразный материал.

При добыче составляющих для производства цемента из извести проводится разработка соответствующих месторождений. Необходимый слой для изготовления находится на некоторой глубине. После извлечения известняк направляется на раскалывание.

Производство

Расколотые мелкие части сушатся, а затем размалываются и смешиваются с другими частицами нужных компонентов. Эта смесь сырьевых материалов подвергается воздействию очень высоких температур и в результате формируется промежуточный продукт — цементный клинкер.

Вообще производство цемента сводится к двум вариантам. В первом случае смешивание компонентов происходит в сухом виде, во втором случае делается водный раствор, в котором перемешиваются все ингредиенты.

Более подробно о производстве цемента смотрите на видео:

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.

Рассмотрение наиболее популярных видов цемента:

• Портландцемент – универсальный базовый материал, который применяется в самых разных ремонтно-строительных работах практически во всех сферах.
• Глиноземистый – производится на базе известняка или глиноземов, актуален для срочных аварийных работ, зимой, при воздействии минерализованных вод, так как быстро схватывается. Не применяется в жарком климате.
• Магнезиальный – сделан на базе оксида магния, затворенного хлоридами и сульфатами магния. Цемент влагостойкий и прочный, используется в разных областях.
• Известково-шлаковый – в нем 30% извести и 5% гипса.
• Тонкомолотый – портландцемент с песком и миндобавками (известняки, перлиты, зольные, шлаковые, вулканические материалы).

• Фосфатный – в его составе есть оксиды, фосфорная кислота и иные составы, которые в соединениях производят фосфатное затвердевание.
• Смешанный – основное вещество оксид кремния, в состав введены добавки (шлаки, обожженные глины, зольные и топливные вещества, керамзит, гипс, осадочные горные породы и т.д.).
• Кислотоупорный – в смесь введены растворимое стекло, кислотоупорные наполнители для твердения, водный раствор силиката натрия.
• Специальный тампонажный цемент – для его производства измельчаются вместе гипс, клинкер и триэтаноламин.
• Цветной – белый портландцемент смешивают с пигментами или добавляют натуральные красители (охра, железный сурик, окись хрома) еще на этапе обжига клинкера с дальнейшим помолом.
• Водонепроницаемый – основными ингредиентами выступают бокситы, известняки, оксид алюминия.
• Кладочный – цемент включает в составе 20% портландцементного клинкера, а также доменные шлаки, разные минеральные материалы.

• Шлакощелочной – производится из отходов и шлаков доменных печей, которые создают с щелочами прочный и качественно твердеющий строительный материал.
• Сульфатостойкий – обыкновенный состав с модифицирующими добавками, которые делают вяжущее стойким к негативному воздействию и более прочным.
• Расширяющийся – цемент, который увеличивается в объеме в процессе твердения на воздухе за счет введения в состав определенных гидравлических добавок.
• Карбонатный – его делают на базе сидеритовых или глинистых карбонатных пород с 25-30% доломитов или известняков.
• Гидрофобный – состав со специальными добавками, которые делают его стойким к воздействию воды.
• Пуццолановый цемент – собирательное название категории материалов, в составе которых есть минимум 20% активных минеральных добавок.

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

Типы продукции по сфере использования

Для проведения различных видов работ требуются определенные качества раствора. Широкое применение получил портландцемент, который может использоваться для производства большинства видов работ. Но для специальных условий требуются другие марки:

• Белый портландцемент. Данный материал отличает более тонкий помол и повышенное содержание гипса. Его применяют для оборудования наливных полов, так как белый цемент позволяет достичь высокого качества основания и привлекательного внешнего вида. При необходимости в состав цемента могут добавляться различные пигменты, что позволяет получать цветной раствор.
• Сульфатостойкий портландцемент. Предназначен для сооружения конструкций, подвергающихся многократным воздействиям агрессивной и влажной среды. Этот материал используют при изготовлении свай и быков для мостов.
• Шлаковый цемент. Используется для отливки конструкций и элементов, предназначенных для работы под водой или в земле.
• Пуццолановый цемент. Характеризуется отличным сопротивлением к воздействию пресных вод и используется для монтажа гидротехнических конструкций.
• Глиноземистый цемент. Данный материал применяется для возведения конструкций, работающих в морской воде, а также для производства ремонтных работ при отрицательных температурах.

Химический состав цемента

Итак, мы знаем, из чего состоит цемент, но за счет чего получают разные виды этого строительного материала? Дело в том, что свойства сортов цемента зависят от пропоций перечисленных компонентов, а также от различных минеральных добавок, влияющих на его химический состав.

Для примера рассмотрим составные части портландцемента, который более всего востребован в строительной промышленности:

• CaO — это формула оксида кальция, более известный нам как негашеная известь — его минимальная доля в цементе 62%;
• SiO2 – диоксид кремния или кремнезем — не менее 20%;
• Аl2O3 – оксид алюминия или глинозем — не менее 4%;
• Fe2O3 — оксид железа, магнитный железняк — 2%;
• MgO — оксид магния или жженая магнезия — 1%.

Оставшаяся процентная доля — это дополнительные присадки, которые вводятся в состав цемента для достижения требуемых характеристик.

Теперь вернемся к основным компонентам цемента и рассмотрим их более детально:

Клинкер — основной ингредиент при производстве любого цемента. Это смесь известняка и глины, взятых в пропорции 3:1. Именно такое соотношение дает нужную прочность готовому материалу. Сырье нагревают при температуры почти 15000 до тех пор, пока оно не начнет плавиться и образовывать отдельные частицы. Диаметр этих гранул — от 1 до 6 см. Они содержат около 5% глинозема и 3% оксида железа. Клинкерные частицы для дальнейшей обработки дробятся в мельчайшую пыль;

Гипс — компонент, влияющий на скорость твердения цемента, а также на его прочность, усадку. Максимальное содержание гипса в цементной смеси — 6%.

Дополнительные вещества, с помощью которых получают разные сорта и модификации цемента.

Среди смесей можно выделить несколько наиболее известных и востребованных в разных областях строительства.

Портландцемент

Это цемент на клинкерной основе с добавлением силикатов кальция и других веществ. Используется для изготовления бетона и железобетона разной скорости твердения.

Сульфатостойкий

Главная характеристика этого вида — стойкость к воздействию кислот, солей, других химических соединений. Из бетона на основе сульфатостойкого цемента можно, например, отливать сваи для различных построек. Их не будут разрушать грунтовые воды, агрессивные элементы почвы. Мосты, насосные станции, септики, водозаборные сооружения также строят с помощью сульфатостойких смесей.

Пуццолановый

Имеет сходство с сульфатостойким, но включает большое количество активных добавок (до 35%). Чрезвычайно устойчив к воздействию воды, поэтому широко используется для подводного, подземного строительства, сооружения шлюзов, тоннелей, шахт и т. д.

Глиноземистый

Как можно понять из названия, в этом составе повышено содержание глинозема, поэтому такая смесь быстро набирает прочность как на воздухе, так и в воде. Глиноземистый цемент используют для ремонтных работ (например, быстрой заделки трещин или пробоин), срочной починки дорог, скоростного зимнего строительства.

Кислотоупорный

Применяется в химической промышленности — для изготовления резервуаров, облицовки оборудования. Состоит из веществ, не поддающихся влиянию кислот, разводится натриевым или калиевым жидким стеклом. От постоянного действия воды разрушается, поэтому требует специальных гидрофобных присадок.

Пластифицированный

Производится с добавлением специальных веществ, замедляющих схватывание раствора, делающих его более текучим. Такой цемент требует меньше воды при замешивании, а значит, бетон на его основе получается более прочным. К тому же этот вид обладает повышенной стойкостью к низким температурам, коррозии.

Шлакоцемент

80% от его объема занимает гранулированный шлак, который измельчается вместе с клинкером и гипсом. Это позволяет снизить цену строительного материала примерно на 1/10. Получившийся состав хорошо переносит высокие температуры, не боится воздействия пресной и минеральной воды.

На практике в строительных работах чаще всего используют портландцемент М500, как наиболее универсальный.

Состав цемента

Цементная смесь получается в результате смешивания ряда компонентов:

1. Клинкера. Вещество основано на глине и известняке, используется для определения прочности материала. Производится путем обжига глины и известняка. Под воздействием высоких температур плавится, преображаясь в гранулированную фракцию с высоким содержанием кремнезема. Затем обжигается повторно.
   Гипса. Используется для регулирования процесса твердения цемента. Вводится в состав в количестве не более 5%.
   Активных минеральных добавок. Они способствуют улучшению свойств цементного состава и расширению области его использования.

При изготовлении продукции могут быть использованы другие добавки, например, окислы кальция, магния, фосфора, соли. Но они используются в небольших количествах. Их вносят для того, чтобы получить установленные характеристики — жаропрочность, кислотоустойчивость и пр.

Если технологический процесс позволяет, то в состав могут быть введены пластификаторы.

Их использование помогает получить следующие эксплуатационные характеристики:

1. Препятствовать проникновению влаги в конструкцию.
   Уменьшение времени затвердевания.
   Увеличение прочности.
   Стойкость к колебаниям температур, влиянию агрессивных сред.

В зависимости от количества добавок выделяются несколько видов продукта:

1. Портландцемент. Самая распространенная модификация, в составе которой около 80% силиката кальция. Используется при различных строительных работах. Добавление красящих веществ улучшает декоративные свойства цемента, позволяя использовать его для отделочных работ.
   Глиноземистый. Отличается ускоренным твердением. Благодаря этому свойству его используют на объектах, которым необходима срочная реставрация, например, устранение разрушений после аварий, пожаров.
   Магнезиальный. Основной компонент — оксид магния, добавляет составу прочности, повышает адгезию к древесине. Однако из-за повышенной склонности к коррозии используется редко.
   Кислотоупорный. В процессе изготовления в состав вносится наполнитель — гидроксиликат натрия, затворяющийся жидким стеклом. Используется в кислотостойких бетонах и растворах.

Как делают цемент

Как и из чего делают цемент на заводе, в общих чертах поясняет схема:

Согласно ей, изготовление цементой смеси происходит по следующей технологии:

1. Добыча и измельчение горных пород, из которых формируется клинкер. Он, как мы уже знаем, состоит на ¾ из глины, а на ¼ — из известняка. Проще всего использовать мергель, который имеет тот же состав. Но, во-первых, это ископаемое бывает разных видов и не каждый из них подходит для производства клинкера. Во-вторых, запасы мергеля в природе ограничены, а на его образование уходят миллионы лет. Поэтому чаще всего основные компоненты цемента добывают по отдельности и смешивают на заводах в нужной пропорции.
2. Тщательно измельченную смесь помещают внутрь печи, где при температуре около 1500оС она обжигается в течение 4 часов. К концу обработки достигается эффект гранулирования подплавленной массы.
3. Далее полученные гранулы охлаждают и измельчают до состояния порошка с помощью специальных барабанов. Однородность помола достигают, просеивая порошок через сито с определенным размером ячеек.
4. Перемолотый клинкер смешивают с другими ингредиентами, после чего временно хранят в силосах, а потом отправляют на фасовку и хранение.

Эта технология производства цемента остается неизменной для всех способов его изготовления.

Сухой способ

Это сравнительно быстрый и экономичный способ производства цемента. Он делится на несколько этапов:

1. Добытое сырье в непрерывном режиме доставляется на завод, где измельчается несколькими дробилками.
2. Затем получившиеся гранулы сушат, чтобы упростить следующие этапы.
3. Просушенные частицы глины и известняка смешивают в нужной пропорции и перемалывают, получая цементную муку.
4. Порошок помещают в печь, где обжигается, не спекаясь.
5. После этого цемент фасуют в мешки или на специальных машинах отправляют на складирование.

Изготовление сухим способом подходит для однородного сырья с низкой влажностью. При этом не требуется больших энергозатрат на просушивание компонентов.

Мокрый способ

Если в производстве цемента используется влажный материал или ингредиенты требуют тщательного перемешивания, применяют мокрый способ.

1. Клинкер готовят, добавляя в воду глину и известняк. Получается кашеобразная вязкая масса — шлам.
2. Насосами его перекачивают в печной цех, где шлам отправляется на обжиг. Печь представляет собой длинное вращающееся сооружение. Там материал оплавляется и превращается в клинкер.
3. Гранулы после обжига охлаждаются, дробятся и перемалываются вместе с гипсом и остальными добавками.
4. На заключительном этапе цемент фасуется и готовится с складированию.

Мокрый способ позволяет сэкономить энергию при смешивании сырья, так как это легче делать в полужидком состоянии. Однако при обжиге шлама расходуется гораздо больше топлива, чем при работе с сухими гранулами. Поэтому мокрое производство цемента получается более дорогим.

Комбинированный способ

Этот метод заключается в том, чтобы смешать компоненты, затворяя их водой, а затем удалить жидкость и продолжать обработку сырья по сухому способу. Этапы производства выглядят так:

1. Сырьевая смесь замешивается, образуя шлам.
2. С помощью вакуума или пресса из него устраняется влага.
3. Образовавшиеся куски «сухаря» поступают во вращающуюся печь и дальнейшие этапы проходит по сухому методу.

Как делают цемент ? Все этапы. Поездка на завод.

Watch this video on YouTube

Имея представление как и из чего делают цемент, легко понять, насколько важно качество сырья и соблюдение технологии при изготовлении этого строительного материала. Поделиться
Твитнуть
Запинить
Нравится
Класс
WhatsApp
Viber
Телеграмка

Поделиться
Твитнуть
Запинить
Нравится
Класс
WhatsApp
Viber
Телеграмка

Химический состав цемента

Итак, мы знаем, из чего состоит цемент, но за счет чего получают разные виды этого строительного материала? Дело в том, что свойства сортов цемента зависят от пропоций перечисленных компонентов, а также от различных минеральных добавок, влияющих на его химический состав.

Для примера рассмотрим составные части портландцемента, который более всего востребован в строительной промышленности:

• CaO — это формула оксида кальция, более известный нам как негашеная известь — его минимальная доля в цементе 62%;
• SiO2 – диоксид кремния или кремнезем — не менее 20%;
• Аl2O3 – оксид алюминия или глинозем — не менее 4%;
• Fe2O3 — оксид железа, магнитный железняк — 2%;
• MgO — оксид магния или жженая магнезия — 1%.

Оставшаяся процентная доля — это дополнительные присадки, которые вводятся в состав цемента для достижения требуемых характеристик.

Теперь вернемся к основным компонентам цемента и рассмотрим их более детально:

клинкер — основной ингредиент при производстве любого цемента. Это смесь известняка и глины, взятых в пропорции 3:1. Именно такое соотношение дает нужную прочность готовому материалу. Сырье нагревают при температуры почти 15000 до тех пор, пока оно не начнет плавиться и образовывать отдельные частицы. Диаметр этих гранул — от 1 до 6 см. Они содержат около 5% глинозема и 3% оксида железа. Клинкерные частицы для дальнейшей обработки дробятся в мельчайшую пыль;

гипс — компонент, влияющий на скорость твердения цемента, а также на его прочность, усадку. Максимальное содержание гипса в цементной смеси — 6%.

Среди смесей можно выделить несколько наиболее известных и востребованных в разных областях строительства.

Портландцемент

Это цемент на клинкерной основе с добавлением силикатов кальция и других веществ. Используется для изготовления бетона и железобетона разной скорости твердения.

Сульфатостойкий

Главная характеристика этого вида — стойкость к воздействию кислот, солей, других химических соединений. Из бетона на основе сульфатостойкого цемента можно, например, отливать сваи для различных построек. Их не будут разрушать грунтовые воды, агрессивные элементы почвы. Мосты, насосные станции, водозаборные сооружения также строят с помощью сульфатостойких смесей.

Пуццолановый

Имеет сходство с сульфатостойким, но включает большое количество активных добавок (до 35%). Чрезвычайно устойчив к воздействию воды, поэтому широко используется для подводного, подземного строительства, сооружения шлюзов, тоннелей, шахт и т. д.

Глиноземистый

Как можно понять из названия, в этом составе повышено содержание глинозема, поэтому такая смесь быстро набирает прочность как на воздухе, так и в воде. Глиноземистый цемент используют для ремонтных работ (например, быстрой заделки трещин или пробоин), срочной починки дорог, скоростного зимнего строительства.

Разновидности сырья для производства определенных видов цемента

Когда изготавливают данный продукт, соблюдаются специальные технические условия, в частности, близкое расположение завода и месторождения, с которого получается ряд структурных элементов. Получить такой порошок позволяет применение какого-либо компонента из перечисленных далее:

• Карбонатные ископаемые. Это особо ценные ископаемые с нестандартной кристаллической или аморфной структурой. При своих характеристиках они способствуют тому, что цементный раствор будет высокого качества, а их химические возможности обуславливают отличное взаимодействие с другими структурными элементами порошка.
• Осадочные породы преимущественно глинистого структурного типа. За счет этих минеральных элементов, содержащихся в готовящемся материале, порошки увеличиваются при увлажнении, а также сохраняют за собой пластичную структуру. Глиной называют вязкую массу, которая задействуется, когда нужно сделать цемент сухим методом.

Стоит подробнее остановиться на конкретных примерах ископаемых, каждой конкретной категории.

В чем отличия

Из перечисленных характеристик легко понять, чем отличается марка цемента 400 от 500. Цемент М400 чаще используют в частном строительстве, чем М500. Также производят бетон М300 и М600, но первый применяют редко, а второй чаще используют в военном строительстве.

Основные отличия цемента М400 и М500 заключаются в следующем:

1. Уровень прочности. М400 менее прочем, чем М500. Он подходит для заливки напольного основания, постройки стен, железобетонных плит и изделий, заделки швов при штукатурных работах. М500 используют, если конструкция будет подвержена высоким нагрузкам (например, его применяют при заливке фундамента), также применяют при изготовлении черепицы и тротуарной плитки.
2. Влагостойкость. М400 менее влагостоек, чем М500.
3. Скорость затвердевания: у М400 она составляет 10-12 часов, у М500 – 5-8 часов. Речь идет о первичном застывании. Полностью оба цемента схватятся через 28 суток.
4. Начало застывания: М400 начинает твердеть через 75 минут, М500 – через 45 минут.
5. Цена: М400 дешевле, чем М500. Также обычно в мешке М500 меньше, чем М400.

Таким образом, хорошо видны все различия между марками. М500 рекомендуют применять при масштабных задачах, в случаях, когда предполагается серьезная нагрузка на бетон, или если строительство производится в условиях высокой влажности. Для менее значительных случаев подойдет М400.

Стоит отметить, что цемент М500 не рекомендуют к использованию в сильноагрессивных средах. Для этого лучше подойдет сульфатостойкий бетон.

Специалисты не рекомендуют смешивать обе марки или покупать слишком много мешков, так как со временем цемент теряет свойства.

О том, как правильно выбрать цемент и на что обратить внимание, смотрите в этом видео:

Похожие записи:

Обратная засыпка фундамента: выкладываем суть Мини дом Проекты домов для узких участков: нюансы и особенности проектирования узких коттеджей, примеры планировок Розетки на кухне: расположение, схемы и особенности конструкций Квадратный метр площади помещения Строительство беседки с хозблоком под одной крышей