Цемент из чего изготавливают: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

01.04.1974

0 Comment

Содержание

Из чего делают цемент? Состав и свойства, из чего состоит и как получают, что входит и из чего изготавливают, из каких горных пород сделан

Одним из самых популярных строительных материалов является цемент. Он используется в разных видах работ: при возведении зданий, ремонте и реставрации старых. В основе этого строительного материала лежат составляющие части неорганического происхождения, имеющие способность связывать между собой компоненты.

Цемент является составной частью бетонных, штукатурных, кладочных смесей, железобетонных блоков, применяющихся при стройке промышленных зданий и различных построек.

Особенности

При смешивании с водой этот популярный материал порошкового вида твердеет, превращаясь в окаменевшую глыбу.

Отвердевание происходит при излишней влажности воздушной среды или наличии жидкости. Присутствие воды – важное условие затвердевания готового продукта.

В зависимости от состава выделяют несколько видов цемента. Каждый из них обладает свойственной только ему степенью твердости, по ней и определяется марка, качество продукции. Цемент, который сделан из горных пород, достаточно надежен. Его изготавливают только из качественных материалов.

Самыми широко применяемыми считаются марки от М200 до М600. Использование необходимого вида основано на сфере его использования.

Портландцемент – самый широко используемый вид минерального состава, который также называют силикатным. Он затвердевает в водной среде и в соседстве с влажным воздухом.

Порошкообразное вещество серо-зеленого цвета легко растворяется в воде при замешивании. Как только смесь начинает схватываться, начинается медленное отвердевание.

Портландцемент входит в рецептуру практически всех групп цементных смесей. Применение этой марки в чистом виде – очень редкое явление. В основном, он входит в состав смесей, строительных бетонов, растворов.

Пластифицированный цемент обладает большими преимуществами перед другими видами. Его применение помогает понизить траты и время на замешивание сухой смеси. Состав не подвергается воздействию низких температур, излишней влажности, испарению и прочим негативным влияниям внешней среды.

Шлаковый цемент в составе имеет доменный шлак и измельченный клинкер. В эту марку внесены дополнительные вещества в виде известкового порошка и гипса. Такой цемент необходим при соединении строительных смесей.

Глиноземистый высокоактивный цемент имеет уникальный состав. Время до начала затвердевания – всего 45 минут. А до полного застывания раствора необходимо около 10 часов. Основное преимущество этого состава перед другими состоит в том, что независимо от насыщенности воздуха влагой, он быстро схватывается. При добавлении этого типа цемента в бетон в нем проявляются новые качественные признаки: устойчивость перед сыростью, коррозией, большими перепадами температур.

Основными составляющими цементного состава кислотоупорного типа являются кремнефтористый натрий и кварцевый песок. В обыкновенной воде раствор из такого вещества не получить. Для приготовления смеси из этого порошка применяется жидкое стекло, в основе которого использован натрий. Плюсы кислотоупорного цемента в том, что он очень устойчив к минеральным и органическим кислотам. Но при их наличии и применении срок эксплуатации снижается очень быстро.

Цветной цемент в составе имеет простой портландцемент, в который добавлены пигменты. Используется данная марка для декорирования зданий и является частью составов, которые применяются при строительстве шоссе на основе бетонных смесей. При смешивании с водой портландцемент образует материал пластичной структуры. В процессе высыхания он превращается в камень.

Плюсы такого вещества:

затвердевание без посторонних усилий;
высокопрочное и твердое вещество, получаемое после затвердения;
повышенная химическая безопасность;

это экологически чистый продукт;
пожаробезопасность;
низкая стоимость;
универсальность.

Белый цемент – это порошок, который приобретает свой светлый цвет при специализированной технологии выработки и определенном составе. В его рецептуре имеется клинкер с малым содержанием железа, содержатся минеральные добавки известняка, хлористых соединений, гипса. Такой состав придает смеси светлые оттенки.

При обжигании такого набора веществ и резком охлаждении идет повышение прочности получаемых изделий.

Состав

Цемент – порошкообразное сухое вещество.

Главными составляющими, при соединении которых получается этот материал, являются несколько важных компонентов.

Клинкер – составная часть, отвечающая за прочность. Получение его происходит при обжигании известняка или глины. Является основой готового продукта, в смесях используется в виде гранул диаметром до 6 см. Получение клинкера происходит при температуре, превышающей 1500 градусов Цельсия. При ней происходит плавление с получением смеси, богатой содержанием кальциевого диоксида и кремнеза. Они выполняют функцию регуляторов качественных характеристик цементной смеси. Полученные гранулы измельчаются до мелкой пыли, затем происходит их обжиг.

Гипс отвечает за скорость отвердевания состава. Фиксированное содержание гипса в смеси – 6% очищенного гипса или гипсового камня в виде порошка. При этом в гипсовом камне допустимо наличие примесей.

Специализированные добавки и наполнители усиливают качественные характеристики получаемого раствора, увеличивают спектр применения в различных областях жизни.

Процентное содержание этих составляющих частей в смеси регулируют область использования цементного порошка и его свойства.

Свойства

Цементный порошок – вещество из минерального сырья, которое имеет способность затвердевать при соединении с водой при наличии воздуха.

Для такой смеси характерен ряд важных свойств:

Коррозионная стойкость. На затвердевший камень из цемента оказывают воздействие множество негативных факторов внешней среды. При избыточном количестве влаги может возникнуть коррозия железобетонных предметов. Убрать ее можно несколькими способами, например, изменением состава минеральных веществ в рецептуре, добавлением компонентов, которые останавливают процесс окисления солей в изделии.

При увеличении коррозионной стойкости добавляются полимерные вещества, снижающие количество пор, делая цемент долговечным материалом.
Морозостойкость. Показатель, характеризующий способность застывшего вещества выдерживать многочисленные перепады температур от низких до очень высоких. При застывании вода увеличивается в объеме, что может привести к возникновению трещин и расколу цементного камня. С целью повышения такого свойства, как морозостойкость, в состав смеси вносят минеральные добавки, усиливающие устойчивость к скачкам температур и повышению долговечности.

Водопотребность. Свойство, характеризующее впитываемость цементом заданного объема жидкости. Излишняя насыщенность раствора водой приводит к тому, что доля жидкости будет выдавлена наружу, при этом поверхность бетонного изделия потеряет прочность и может разрушаться. Данное свойство необходимо. При получении смеси с невысокой водопотребностью цемент приобретает повышенную морозостойкость и отличное качество. С высокой долей водопотребности сухого вещества раствор теряет прочность, становится пористым.

Время схватывания. Отрезок времени, за который свойства цемента приобретают пластичность, называют схватываемостью. Замер этого промежутка происходит при помощи специальных приборов. Раствор с наилучшими качественными характеристиками застывает в течение 45 минут. Процесс может продлиться до 10 часов. На это свойство влияет содержание минеральных веществ, например, гипса. При увеличении дозы гипсового порошка время застывания уменьшается.
Тонкость помола. Данное качество вносит коррективы в период застывания цемента. Чем крупнее измельчен порошок, тем ниже скорость отвердевания раствора. При этом очень мелкий порошкообразный состав увеличивает потребность влаги при замешивании. Поэтому стоимость цементной смеси определяется во многом степенью помола.
Прочность. При определении прочности состава выполняют сжимание опытного образца по прошествии 28 суток с момента закладки. После испытаний цементу присваивается марка от 300 до 600. А для специальных целей – от 700 до 1000.
Изменение объема. При затвердевании цемента очень часто возникают деформации, например, усадка. Если это показатель очень высокий, с течением времени может произойти разрушение бетонного блока. Соответствие принятым стандартам проводится в специальных условиях.

Сфера применения

В настоящее время цементная смесь считается широко используемым строительным материалом. Область ее применения очень обширна. Этот порошок включают в растворы при заливке фундаментов, установке кровель, настиле напольных покрытий, закреплении санитарно-технических приборов. Главная задача цементной смеси – соединение частей конструкций строящихся зданий.

Цемент входит в состав бетонных смесей, раствором выравнивают поверхности. Универсальность этой смеси доказана его повсеместным применением.

Область применения цемента зависит от типа его марки. Наибольшее распространение получили марки 400 и 500. Они включены в бетонные смеси при любых видах строительства.

Цемент марки М600 применяют для возведения военных бункеров, ракетных шахт и прочих объектов.
Портландцемент применяется во всех строительных работах.

Глиноземистый состав необходим при аварийных работах повышенной срочности, например, в зимнее время. Такой вид цементного раствора быстро застывает, но его применение ограничено в районах с повышенными температурами.
Магнезиальная смесь получила применение в подготовке магнезиальных полов.
Белый цемент обладает уникальными качествами, которые допускают его применение в создании скульптурных и архитектурных сооружений. Возможно его введение в составы для декоративной отделки поверхностей.

Кислотоупорный состав предназначен для замешивания растворов бетона, не подверженного разъеданию кислотами. Однако при воздействии щелочей такой цемент становится рыхлым.
Гидрофобный цемент нашел свое применение в сфере создания бетона с повышенной пористостью.
Водонепроницаемая смесь используется при создании гидроизоляционных покрытий в условиях избыточной влажности, например, при изоляции трещин в строениях.
Шлаковый цемент используется в строительстве объектов под землей и под водой.

Советы и рекомендации

При выборе цемента и его покупке обратите внимание на упаковку порошковой смеси. Она должна состоять из 3-4 слоев бумаги, плотно закрытой сверху герметичным швом. Такой способ упаковывания обязателен и является гарантией защиты от влияния воды и влаги.

Поверхность не должна содержать разрывов и любых других повреждений.

На верхнем слое бумаги можно найти обозначение марки цемента, вес упаковки, название изготовителя, а также срок годности состава. Он не должен превышать 60 дней. Наличие даты производства обязательно. В случае отсутствия даты необходимо ознакомиться с сертификатами качества, которые находятся у продавца.

На лицевой стороне упаковки можно увидеть знак ISO-9000 – это обозначение Международного стандарта качества продукции.

Если есть возможность, ознакомьтесь с отзывами о продукции неизвестной вам марки на форумах. Если данные о заводе-изготовителе отсутствуют, следует избегать покупки такого товара.

Цемент хорошего качества обладает серым цветом, возможны более темные оттенки. Испорченный и потерявший связующие качества состав бывает очень темного коричневатого цвета. При попытке скатать комок он рассыпается.

Прочность цемента можно прочитать по его маркировке. Быстро застывающая смесь имеет обозначение «Б», нормально застывающая – «Н».

Чем выше показатель марки, тем прочнее и качественнее будут изделия из бетона.

Низкая цена на упаковку цемента не может свидетельствовать о его низком качестве.

Еще больше информации о изготовлении цемента в следующем видео.

Состав цемента: компоненты, пропорции и соотношение

Сложно найти более востребованный строительный материал, чем цемент. Он широко применяется практически во всех отраслях строительной индустрии, да и в обустройстве жилища и подворья тоже. Поэтому классическое соотношение, в котором цемент составляет одну часть, а песок три, знают все. Если в этот состав добавить еще и необходимую часть воды, то получится раствор, который применяется, например, для штукатурки.

Оглавление:

Типы цементов по химическому составу
Маркировка в соответствии с прочностью
Другие виды маркировки

В цемент обычно входит меленый клинкер, а также гипс, глина, известняк, уголь и другие минеральные вещества. Характеристики, которыми обладает эта смесь, определяют пропорции, в которых входят в нее те или иные компоненты.

Если дать краткое определение, то цемент — это общее название целой группы вяжущих веществ, которые твердеют после смешивания с водой, не теряя потом полученной твердости.

Химический состав различных видов

В зависимости от того, какой состав имеет та или иная смесь измельченных минералов, какие дополнительные компоненты и добавки в нее входят, каково их соотношение, цемент делят на следующие группы:

портландцемент;
пуццолановый;
шлаковый;
глиноземистый;
романоцемент;
смешанный с наполнителями;
магнезиальный;
специальный (кислотоупорный).

Некоторые виды имеют множество подвидов. Например, группа, которую объединяет название портландцемент, включает в себя алюмоферритный, алюминатный, ферритный, белитовый, алитовый.

Что входит в состав различных групп?

О том, из чего состоит цемент, можно написать не одну большую книгу. Как уже указывалось, цемент – лишь общее название огромной группы строительных материалов, которые объединяет не столько состав (входящие в них компоненты и их соотношение), сколько предназначение.

Химический состав некоторых групп цементов в общих чертах описан ниже.

1. Портландцемент – это смесь, в которую входят продукты тонкого размола клинкера и гипса. Именно гипс и является основным вяжущим веществом. С химической точки зрения – это смешанный в определенной пропорции сульфат кальция с разнообразными силикатами кальция. Доля последних может составлять до восьмидесяти процентов. Исходное сырье, из которого производится портландцемент, представляет собой субстанцию, состоящую из известняка (до 78 %) и глин (до 25 %).

2. Глиноземистый представляет собой смесь клинкера, бокситов и других минералов. Состав по массе: от трети до половины оксида алюминия, от 35 до 45 % оксида кальция, от 5 до 10 % оксида кремния и до 15 % оксидов железа. Пропорции этих компонентов определяют свойства глинозёмистого раствора. Применяется он как в качестве самостоятельного вяжущего вещества, так и в качестве добавки к другим видам.

3. Романоцемент. Это смесь, в состав которой, кроме клинкера, входят мергели, как известняковые, так и магнезиальные. Содержание в нем оксида алюминия и кремнезема не должно быть ниже четверти по весу.

4. Магнезиальный. В него обязательно входит оксид магния, а также хлорид магния и сульфат магния в качестве затворителей. Последний используется реже и, главным образом для того, чтобы достичь повышенной устойчивости к воздействию воды. Применение определяется повышенной прочностью, а также способностью быстро схватываться и твердеть. Из комбинации магнезиального цемента в определенной пропорции с другими веществами получаются очень прочные полы. Из него же делают облицовочные материалы, точильные камни, абразивные круги, жернова, лестничные ступени и другие изделия, которые обычно работают под большой нагрузкой.

К магнезиальным относится и так называемый цемент Сореля, состав которого был разработан еще в позапрошлом веке французским ученым Станиславом Сорелем.

5. Кислотоупорный состоит из жидкого стекла, которое представляет собой водный раствор силиката натрия. Наполнителями служат устойчивые к воздействию внешней среды минералы, в том числе кварциты и кварц. Использование кремнефтористого натрия способствует повышению скорости затвердевания, а также его стойкости к воздействию воды. Применяют для возведения сооружений, которые подвергаются активному воздействию агрессивных факторов. Например, башни, резервуары на предприятиях химической промышленности.

6. Цемент, смешанный с наполнителями, условно можно отнести к отдельной группе, поскольку по составу он сильно отличается от других видов.

Марки

Маркировка определяется прочностными характеристиками получившегося бетона. Для определения марок берут состав, смешанный в пропорции один к трем (одна часть материала и три части чистого кварцевого песка). Смесь в таком соотношении разбавляют водой и создают из нее небольшие блоки следующих размеров:

длина: 16 см,
ширина и высота: по 4 см.

После отвердения полученные изделия испытывают с различной периодичностью. Блоки сдавливают на специальном оборудовании и определяют их прочность. Максимальная прочность проявляется после четырех и более недель просушки испытательного блока. В зависимости от полученных результатов вещество относят к определенной марке.

Наименее устойчивая смесь получает маркировку М100. Это значит, что испытательный блок выдержал давление до 10 МПа, или до 100 килограмм на сантиметр квадратный. Слишком подробно не маркируют, в стандартах большинства стран мира прописан шаг в сто единиц. Но достаточно часто встречается и шаг в пятьдесят единиц.

Наиболее прочным считается вещество марки М600. Сфера его применения – особо прочные сооружения военного и промышленного назначения. Смесь М600 с различными добавками и наполнителями в определенном соотношении позволяет создавать объекты, способные выдержать прямое попадание очень мощной бомбы. Соответствует качеству и цена. Он намного дороже, чем довольно высокопрочный М500.

В гражданском строительстве и в производстве многих материалов используют в основном, пожалуй, марки М300-М500. Этого диапазона прочности хватает для того, чтобы можно было возводить сооружения и создавать изделия с нужными характеристиками.

Другие виды маркировки

Кроме марок по прочности существуют также и марки по составу. Так, аббревиатура ПЦ означает нахождение в таре портландцемента. Аббревиатура ШПЦ – это шлакопортландцемент. Латинские буквы и цифры указывают на состав такого материала. Речь идет о массовом количестве клинкера и шлака.

Отдельная маркировка указывает на то, какое количество различных добавок содержится в составе:

к примеру, если на мешке с вяжущим материалом написано Д15, это значит, что в нем имеется 15 % определенных добавок.
буквы ПЛ указывают на содержание пластификаторов, которые, значительно увеличивают срок его хранения. Быстротвердеющий обозначается буквой Б.
для обозначения водонепроницаемого используют аббревиатуру ВРЦ.

Существует также множество других видов маркировки, указывающих на те или иные свойства, наличие в нем разнообразных добавок и наполнителей.

состав, пропорции, характеристики, типы, как сделать самостоятельно

Бетон – основа любой строительной конструкции. Практически каждое строение, находящееся вокруг нас, так или иначе, было возведено с помощью цементного раствора. Строительный бетон, созданный на основе цемента, десятилетиями выдерживает многотонную нагрузку, практически не испытывая негативного влияния извне. Почему уже многие десятилетия именно цемент является самым популярным строительным материалом? Редакция HouseChief.ru попытается раскрыть ту самую секретную формулу, благодаря которой, мы наконец-то узнаем, из чего именно делают цемент и почему его считают одним из самых прочных материалов во всём мире.

Читайте в статье

Нормативные документы

Цемент, как и любой другой товар, обязательно должен пройти процедуру сертификации. Существует несколько ГОСТов и СНиПов, которые в той или иной степени касаются качества цементной смеси. Перечислим основные из них:

ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».
ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».
ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Здесь же можно найти ссылки на дополнительные акты и нормативные документы, которые могут пригодиться при глубоком изучении данного вопроса.

Химический состав цемента

Сам по себе цемент − не что иное, как порошок. Его создают на основе клинкера. В составе могут содержаться разные компоненты и наполнители.

Интересный факт! Когда цементный раствор застывает, его плотность не уступает плотности камня. Для создания искусственного камня используется тоже цемент.

Нагрев происходит до показателей +1450°C. Структура природных компонентов меняется, и получается новое вещество – клинкер. После этого полученное вещество соединяют с гипсом и перемалывают, в результате и получается знакомый всем цементный порошок.

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

«Вот так выглядит химический состав готового цементного порошка: 67% оксида кальция (СаО), 22% диоксида кремния (SiO2), 5% окиси алюминия (Al2О3), 3% оксида железа (Fe2O3), 3% прочие составляющие.

Основные характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остаётся его марка, именно эта маркировка скажет о такой важной характеристике, как показатель максимальной нагрузки в кг.

Числа указывают на максимальный показатель нагрузки, которую может выдержать застывший цемент. Его ещё называют показателем прочности на сжатие. На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см³, составляет 200 кг.

Интересно, что тестировать цемент разрешено только после полного высыхания, а это происходит через 28 суток и не ранее. После этого тестовый образец цемента укладывают под пресс и сжимают. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Причём процедуру повторяют шесть раз, а потом из 4 лучших показателей вычисляют среднее арифметическое. Показатель этот измеряется в МПа и кг/см².

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

«Буквой «Д» обозначаются данные о специальных добавках, использующихся в цементе. Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удаётся придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость.

Типы цемента по сфере использования

Как мы уже замечали ранее, на качество цементной смеси влияют разные добавки. От этого зависит его сфера применения и прочность. К примеру, морозостойкие образцы применяются в строительстве жилых домов и строений на территориях с суровым климатом, в сейсмически опасных зонах применяются добавки, увеличивающие параметры клейкости смеси. Они, в свою очередь, не дают бетонным конструкциям растрескиваться.

Интересный факт! В процессе заморозки вода, содержащаяся в бетоне, расширяется и начинает разрушать его изнутри. Однако современные технологии позволяют улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, нейтрализованный древесный пек. Они создают прочную оболочку вокруг водяных частиц.

Чаще всего в цементную смесь добавляют разные добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%. Для возведения монолитных зданий использую цемент марки М500. У такого материала более высокая скорость застывания и прочность. Обычно именно из такой цементной смеси возводят перекрытия и несущие конструкции.

Из чего делают цемент

Обычно заводы по производству цемента строят там, где находятся залежи известняка и других пород, которые используются при создании клинкера. Главными природными элементами, из которых делают цемент, являются:

ископаемые карбонатного типа: кристаллические породы, поддающиеся обжигу;
глинистые материалы, а также горные породы осадочного характера минерального происхождения. Сырьё характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

«При выборе цемента обращайте внимание на такой показатель, как тонкость помола. Чем мельче структура порошка, тем крепче будет смесь.

Карбонатные породы

Какие карбонатные породы используются при производстве цемента:

мел (вариация известняка) – легко подвергается обработке, дёшев и универсален;
мергель, или мергелистый известняк. Плюс этих пород в том, что в них находится достаточное количество влаги, кроме того, они содержат необходимые частички глины;
известняковое сырьё, ракушечники, отличающиеся отсутствием включений кремния. Порода обладает пористой структурой, легко разрушается под воздействием сжимающих усилий;
карбонатные породы. Они характеризуются ценными физическими свойствами.

Глинистое сырьё

К глинистым породам относятся:

глина, содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
суглинки − разбавлены песчаной фракцией;
сланцы – прочные глинистые породы;
лёсс – неэластичная пористая порода с включением кварца.

Корректирующие добавки

Кроме минерального сырья, при производстве цемента используются специальные пластификаторы. Чаще всего используют добавки на базе ископаемых, содержащих плавиковый шпат, а также апатиты.

Важно! Основой любого вяжущего является цементный клинкер и всего 15-20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики.

Как делают цемент на производстве

Как и любое производство, создание цементной смеси происходит строго по специальной технологической схеме. И состоит из следующих этапов:

Создание клинкера. Его, напомним, делают из известняка и глины в процентном соотношении 75×25. Смесь помещается в печь, при температуре примерно +1500°C происходит изменение состава. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках.
Затем гранулы дополнительно дробят. Измельчение происходит в специальных перемалывающих мельницах. Они представляют собой барабаны с помещёнными туда стальными шариками.
К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.

Существуют разные технологии подготовки исходного сырья. Рассмотрим основные из них.

Мокрый метод

Мокрая технология предполагает обязательное добавление воды на этапе измельчения, в этом случае вместо извести используется мел. При этом образуется специальная смесь, или шихта, которая затем повторно высушивается в печи, превращаясь в подобие стеклянного шара, который затем вновь измельчается. При этом себестоимость цемента значительно увеличивается. Считаете, что смесь, приготовленная таким способом, более прочная.

Сухой способ

Сухой способ – более дешёвый вариант. В этом случае на практике объединяют две технологические операции – помол и сушку смеси. В шаровую мельницу направляют горячие газы, которые и осуществляют просушку. Здесь на выходе получается уже готовый порошок.

Комбинированные методики

Комбинированный вариант объединяет в себе особенности мокрого и сухого способа. Технологии отличаются на каждом предприятии. Иногда вместо мокрого способа, допускающего увлажнение клинкера до 50%, используют варианты с понижением влажности на этом этапе до 18 или 20%. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом. Всё зависит от задач, которые стоят перед технологом.

Как сделать цемент в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность производства цемента, сделать его своими руками в домашних условиях возможно. Понятно, что этот вариант не будет таким технологичным, как на заводе, и обжечь его при необходимой температуре также не получится. Однако кое-какие хитрости мы можем вам рассказать. Рассмотрим один из популярных рецептов создания состава, вполне подходящего для заделки щелей и стяжек. Для создания смеси нам потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода.

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

«При создании смеси берутся равные пропорции ингредиентов.

Ещё один популярный рецепт создаётся с применением обычного глицерина. Для этого необходимо взять свинцовый глёт, его растирают до тонкого состояния, высушиваем в печи, можно на обычном металлическом противне. В такой «клинкер» добавляется глицерин. Такой цемент больше всего похож на магазинный аналог.

Интересный факт! Один из самых неоднозначных способов создания цемента на основе крови придумали в Китае. В качестве одного из ингредиентов применяется свиная кровь. Несмотря на то, что моральная сторона вопроса вызывает этические споры. Говорят, что по крепости такой цемент не уступает камню.

Как приготовить цементный раствор

В обычный кладочный раствор добавляется цемент и песок в долях 1:3. По желанию к нему можно засыпать пластификаторы.

Мыльные и моющие средства в смесь добавлять нельзя, они со временем вымываются из состава и могут стать причиной возникновения трещин. Для выравнивания небольших трещин подойдёт приготовление цементной пасты без использования песка. Однако в качестве вяжущего вещества может выступать любой подручный материал. Даже яичный желток. В смесь при этом добавляется совсем немного воды. Такая масса практически не оставляет шероховатостей, подходит для финальной отделки стыков и неровностей.

Из чего и как делают цемент – видео

А для того чтобы закрепить полученную информацию, посмотрите обучающее видео, из чего делают цемент.

А если у вас есть вопросы к автору статьи, задавайте их в комментариях.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Из чего делают цемент | Из чего это сделано

Цемент фасованный в мешки

Цемент является одним из основных строительных материалов. Без цемента нельзя сделать бетон и другие необходимые строительные растворы. Из чего же сделан цемент и почему он обладает такими свойствами?

Цемент — это искусственное неорганическое гидравлическое вяжущее вещество. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное твердое тело.

Цемент обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем кардинально отличается от некоторых других минеральных вяжущих веществ, таких как: гипс, воздушная известь, которые твердеют только на воздухе.

Марка цемента — условная величина, которая обозначает, что прочность при сжатии будет не ниже обозначенной марки (200, 300, 400, 500, 600).

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки:

-гипс для регулирования сроков схватывания,

-до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C

По наличию основного минерала цементы подразделяются на:

— романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;

— портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;

— глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;

— магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;

— кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия , сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

— биоцемент — производится при помощи биотехнологий.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.

Внешний вид цемента

Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня.

Типичный клинкер обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза.

1. Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров, содержание его составляет 50—70 %. Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности. Для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

2. Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки.

Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

3. Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

4. Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Прочность

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком.

Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа).

Определение прочности бетона

Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

В настоящее время цемент делится на классы по прочности. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Для лучшего понимая из чего сделан цемент рекомендую посмотреть фрагмент передачи «Как это сделано» про производство цемента:

состав и производство, как добывают сырье на заводе, технология и изготовление в домашних условиях

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.

История цемента началась в Англии, где в 1824 году был зарегистрирован патент на его изобретение. В то время для изготовления цемента использовалась известковая пыль, смешанная с глиной. Полученная смесь подвергалась воздействию высокой температуры, при которой она спекалась.

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;

Мел

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;

Мергелистый известняк

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

Известняки – ракушечники

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

Доломит

Глинистые породы включают следующие виды ископаемых:

глина с минеральными включениями, набухающими при контакте с водой;

Глина

суглинки, содержащие повышенную концентрацию частиц песка;

Суглинки

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;

Сланцы

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

Лесс

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.

Глина

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

Известняк

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;

Гипс

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.

Пластификатор

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.

Производство

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;

Портландцемент

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;

Глиноземистый

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.

Из чего изготавливают цемент: состав материала

В зависимости от производителя, цементное вяжущее может отличаться. Различия касаются исходного сырья. Однако когда дело доходит до технологии, она является одинаковой. На первом этапе осуществляется подготовка минерального сырья. Если говорить точнее, то глина и известковые камни измельчаются. После этого в определенных пропорциях осуществляется смешивание указанных компонентов.

Состав цемента

Чаще всего цемент содержит глину и известняк, подобранных в соотношении 1 к 3. В некоторых случаях может находить применение так называемый мергель, представляющий собой осадочную горную породу.

Можно выделить два основных способа, в соответствии с которыми приготавливаются смеси. Это сухой и мокрый способы. Компоненты непременно следует растворить в воде, если речь идет о высокой влажности ингредиентов. В дальнейшем под влиянием сильного нагрева вода удаляется из полученной суспензии. Формируется смесь с тонко измельченными компонентами и однородной структурой.

Сухой способ считается более экономным, так как достаточно обойтись механическим измельчением смеси, не доводя ее в дальнейшем до кипения.

Вслед за этим осуществляется обработка в печах цилиндрической формы, которые имеют свойство возвращаться. Диаметр таких печей составляет 5 метров. Для того, чтобы во время обжига обеспечить эффективное перемещение сырья, печи имеют небольшой уклон. Таким образом, образуется клинкер. Это особые гранулы, которые формируются в процессе обработки под высокой температурой (1450 градусов Цельсия).

Окончательным этапом является охлаждение клинкера, после чего его оставляют на 2 недели. Затем производится измельчение материала вместе с добавленным к нему гипсом. На этом же этапе можно добавить разнообразные минеральные компоненты, чтобы придать материалу те или иные свойства.

Разновидности цемента

1 тип — шлакопортландцемент

Его получают, если добавить гранулированный шлак к портландцементному клинкеру. Указанный компонент получается в доменных печах после выплавки чугуна. Использование такого шлака позволяет сэкономить на стоимости материала. В то же время конструкция, для которой используется шлакопортландцемент, обладает повышенной влажностью. В частности, готовая конструкция лучше противостоит воздействию морской воды.

2 тип — быстротвердеющий цемент

У такого материала имеется тонкий помол. За счет этого цемент отличается повышенной прочностью. Преобладающими компонентами в его составе являются алюминатная фаза и алита, добавленные к клинкеру.

3 тип — сульфатостойкий портландцемент

Если в том месте, где вы собираетесь строить здание, на него могут воздействовать вещества, провоцирующие возникновение сульфатной коррозии, вам необходим именно такой материал. Обычно указанному воздействию подвергаются подводные части гидросооружений.

Как и из чего делают цемент? Описание, фото и видео

Автор Анималов В.С. На чтение 5 мин Опубликовано 31.10.2017 Обновлено 06.03.2020

Строительные материалы появились в тот момент, когда на заре нашей цивилизации первые люди начали строительство домов и укреплений. С течением времени человечество искало материалы, обладающие большой прочностью и доступностью в любом месте проживания. После длительных поисков и экспериментов было выявлено, что мелкодробленый известняк и гипс, при смешивании с водой и минералами, приобретает особые вяжущие свойства.

После затвердевания образует монолитное соединение имеющие характеристики твердого камня. С того момента цемент начали производить в больших количествах и использовать в строительстве больших и маленьких сооружений. Проходя очередной раз мимо постройки из камня и металла, мы часто задаёмся вопросом: «Так как же делают цемент?»

Интересный факт: в период постройки Египетских пирамид, фараоны использовали технологию похожую на производство бетона. Смесь измельчённого известняка и каменной крошки заливали водой и превращали в монолитные каменные блоки.

Из чего делают цемент?

Первый этап производства начинается в известняковом карьере, когда с помощью горнодобывающих машин из почвы изымают компоненты будущего цемента. Чтобы строительный материал имел требуемую прочность, для производства выбирают известняк, который лежит близко к поверхности. В его составе, в большом количестве, присутствует кремний, железо и окись алюминия. Если копать глубже, то порода будет чище, но с большим содержанием углекислого кальция. Добытый камень, по необходимости, сортируют и отправляют на производство, где меняют пропорции, чтобы получить цемент разных марок.

Обработка известняка

На заводе по производству цемента, породу выгружают в аппарат для первичного дробления камней. Большие валуны под воздействием давящей силы в несколько тонн, постепенно измельчаются до размеров теннисного мяча и поступают на конвейер. Мелкие и крупные камни направляются на вторичное дробление, где они уменьшаются до размеров мячика для гольфа и в мелкий порошок. Известняк, с разным процентом содержания углекислого кальция, обрабатывается отдельно.

Это необходимо для дальнейшего их смешивания в разных пропорциях и по определенной технологии, чтобы производить цемент разных марок.

Сортировка и шлифование

Мелкий известняк, с помощью сортировочного погрузчика, размещают в сухие склады, защищенные от влаги и перепадов температуры. Формируются кучи из сырьевой смеси, разного состава, готовые к этапу шлифования. По конвейеру дробленый камень поступает в шлифовальную машину – вальцовую мельницу, в которой образуется известняковая пыль.

Смешивание

Чтобы создать цемент разных марок, к подготовленной породе добавляют железо, двуокись алюминия и кремний. Состав и количество добавок определяется после химического исследования известняка. Роллер равномерно перемешивает составляющие цемента, до получения однородного порошка без камней. По завершению процесса готовую смесь направляют на термическую обработку.

Термическая обработка

Порошок отправляют в печь, в которой под воздействием температуры 800°С, в каменной муке начинается процесс химического соединения минеральных компонентов. После проведения первой термической обработки, его отправляют в кальцинатор, где с помощью химической реакции, за несколько секунд убирают 95 – 97% двуокиси углерода и отделяют известь. Далее смесь отправляют в вращающуюся цилиндрическую печь, в которой ее медленно перемешивают под воздействием температуры в 1500 – 1800°С.

При длительном воздействии высокой температуры, порошок превращается в стекловидные образования под названием «клинкеры». По выходу из печи клинкеры охлаждают до 60 – 80°С, отправляют в накопитель и далее на дробление.

Окончательное дробление

Клинкер помещается в вращающийся барабан, с металлическими шариками внутри. К содержимому добавляют гипс, количество которого зависит от марки цемента. Под воздействием вращательных движений и перемещения шариков, смесь измельчается до порошкообразной формы – это и есть готовый цемент.

Интересный факт: всплеск производства бетона начался в 19 веке после того, как в 1824 Джозеф Эспдин запатентовал цемент под названием «Портландцемент» имеющий прочность природного камня.

Производство цемента проходит на специализированных заводах с использованием силы трения и термической энергии. При этом, известняковые породы медленно превращаются в цемент. По завершению технологического процесса, готовый продукт можно использовать для строительства любых конструкций, больших и маленьких размеров.

Как и из чего делают цемент – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Из чего сделан цемент?

Опубликовано 15 января 2019 г.

Он служит основой для зданий, удерживает небоскребы и затвердевает до невероятной прочности в течение нескольких дней. Он использовался со времен Римской империи для создания прочных дорог, герметизации резервуаров для воды и скрепления огромных блоков. О чем мы говорим? Цемент, который является основным связующим веществом в бетоне. Но из чего состоит цемент? Какой процесс превращает эти природные материалы в прочную матрицу, связывающую мир воедино? Вот краткий обзор того, как это работает:

Цемент производится из тщательно контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железной руды и других ингредиентов, включая летучую золу, небольшое количество гипса, известняка и глины.
Инструменты, используемые при производстве портландцемента, включают цементную печь, вращающиеся печи, сита, способные удерживать воду, и многие другие механизмы в процессе.
Точный процесс производства цемента зависит от типа производимого цемента, но, как правило, на цементном заводе сырье измельчается и измельчается в мелкий порошок, который может пройти через сито, способное удерживать воду.
На цементном заводе порошкообразные материалы затем загружаются в печь, нагреваются до чрезвычайно высоких температур около 2700 градусов по Фаренгейту, а затем взбиваются в огромных цилиндрических вращающихся печах, чтобы материалы перемешивались, пока они горячие.
Вращающаяся цементная печь представляет собой огромное оборудование диаметром до 12 футов и длиной более 400 футов. У него внутри огромный стальной цилиндр, облицованный огнеупорным кирпичом особого типа, и он установлен на оси, которая немного наклонена относительно истинного горизонтального подшипника.
Сырье начинается в верхнем конце вращающейся печи, и когда оно достигает нижнего конца, в точно контролируемых условиях возникает ревущий взрыв пламени от сжигания порошкообразного угля, нефти, газа или другого топлива.
В процессе прохождения через печь элементы выделяют газ, в то время как оставшиеся элементы объединяются для создания другого вещества, называемого клинкером, который выгружается из печи в виде раскаленных докрасна серых шариков размером с мрамор.
Затем клинкер отжигается в процессе медленного охлаждения в ряде камер, при этом нагретый воздух из этих камер возвращается в печь для экономии топлива и повышения эффективности.
После охлаждения клинкер измельчается на цементном заводе и смешивается с небольшим количеством гипса или известняка, после чего он готов к продаже домовладельцам, строительным бригадам и производителям готовых смесей.
Добавляемые материалы часто влияют на тип производимого цемента: такие ингредиенты, как летучая зола, замедляют время схватывания и облегчают работу жарким летом, а ускорители ускоряют процесс в холодную погоду.

Теперь, когда вы лучше понимаете, из чего состоит цемент, вы можете лучше понять весь процесс и материалы, которые в него входят. Если вы рассматриваете новый проект по цементу или бетону и нуждаетесь в инструментах, BN Products готова помочь.Вот что мы можем предложить.

Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Из чего состоит цемент и как он используется в строительстве?

Какие материалы входят в состав цемента?

Есть много материалов, из которых состоит цемент, но наиболее распространенными являются:

Однако цемент можно комбинировать с мергелем, песком и железной рудой (в зависимости от требуемого применения). При нагревании вышеуказанные компоненты образуют твердое, похожее на камень вещество, которое затем тонко измельчается в порошкообразное вещество, известное как цемент!

Как производится цемент?

В современном строительстве цемент производится в лабораториях и проходит серию строгих химических и физических испытаний, чтобы убедиться, что он соответствует всем спецификациям, связанным со строительством.Большинство компаний, производящих цемент, будут использовать так называемый сухой метод. Этот тип производства включает в себя измельчение сырья (преимущественно известняка и глины) до состояния мощности. Затем его смешивают с другими материалами, включая железную руду, песок и летучую золу, смешивают и помещают в печь.

Когда цемент загружается в печь

Печи обычно устанавливаются примерно на 2700 градусов по Фаренгейту, чтобы эффективно работать с цементом.Большинство традиционных печей имеют диаметр примерно 10–14 футов, а некоторые промышленные печи достигают высоты 50-этажного дома. Печь состоит из двух частей: верхней и нижней. На верхнем конце вставляется тонкоизмельченный материал, который взрывается пламенем, образующимся на нижнем конце.

Пока материал горит в печи, некоторые элементы сгорают и превращаются в газы, и образуется новое вещество, известное как клинкер. Клинкер выглядит как маленькие серые шарики, и они отфильтровываются из нижней части печи, а затем охлаждаются до приемлемой температуры.После охлаждения клинкер измельчается и смешивается с гипсом и известняком, и теперь он готов к использованию в любом бетонном строительном проекте.

Забавный факт

Знаете ли вы, что содержимое цемента настолько тонко измельчено, что каждый 1 фунт цемента содержит 150 миллиардов зерен?

Хотя сухой процесс является наиболее современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в Соединенных Штатах используется мокрый процесс. Эти два процесса по существу похожи, за исключением того, что в мокром процессе сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

Почему мы используем портландцемент?

остается наиболее используемым и распространенным типом цемента на строительном рынке. Он создан с использованием описанных выше методов, с основными материалами, включая известняк и глину в печи (это связующие материалы). Портландцемент обычно бывает двух цветов; серый и белый. Примерно в начале 19 века известь уступила место цементу, так как она принесла с собой ряд преимуществ:

Более быстрое время схватывания
Цемент обладает свойствами, позволяющими ему затвердевать под водой (известь не затвердевает)
Цемент затвердевает быстрее, чем известь
также набирает прочность намного раньше, чем известь

Одна из основных причин, по которой мы до сих пор используем портландцемент, заключается в его исключительных связующих свойствах.Портландцемент способен обеспечить прочность элементов конструкции, он намного прочнее при сжимающих нагрузках и может использоваться как в цементном растворе, так и в бетоне. Это основной ингредиент для раствора и бетона.

Использование цемента в бетоне

Общеизвестно, что бетон состоит из гравия и песка (заполнителей), цемента, воды и воздуха. Вместе цемент и бетон работают вместе, создавая прочные конструкции, образуя бетонные полы для целых зданий. Бетону также можно придать любую форму.Бетон является самым популярным строительным материалом во всем мире и используется в качестве несущего элемента (термин, который относится к использованию одиночного или множественного расположения прямоугольных элементов для поддержки значительных структурных нагрузок для конструкций).

Для чего используется цемент?

чаще всего используется при строительстве крупных объектов как на бытовом, так и на промышленном уровне. От строительства стен, полов и крыш в вашем доме до строительства школ, автостоянок, больниц и даже плотин.Бетон является одним из самых универсальных материалов в строительной отрасли, и его можно смешивать и создавать для удовлетворения практически любых требований, будь то облицовка вашего бассейна дома или строительство школы.

Альтернативы портландцементу

Существуют материалы, которые можно использовать вместо портландцемента, в том числе:

Зола-уноса (побочный продукт электростанций, работающих на угле)
Рисовая шелуха
Шлак доменный молотый гранулированный
Известняковая мелочь

Различные виды цемента

Ниже мы подробно описали различные типы цемента и их применение:

Цемент ПВХ – Цемент ПВХ обычно предназначен для различных дренажных и сантехнических нужд.ПВХ идеально подходит для фильтрации сточных вод и любых отходов.

Асфальтобетон – используется в основном для смесей для дорожного покрытия. Он сделан из грубого 5% асфальтового вяжущего и 95% заполнителей, которые в основном состоят из песка и гравия. Асфальтовый вяжущий материал чрезвычайно порчен, и именно поэтому его необходимо прослушивать и смешивать с заполнителем на сертифицированном смесительном заводе.

Цементные плиты – состоят из цемента, содержащего целлюлозу. Плиты обычно используются в качестве подложки и предпочтительнее гипса, покрытого бумагой.Плитка обычно используется в местах, подверженных воздействию воды, поэтому важно установить щит, который является водостойким. Цементные плиты прекрасно справляются с этой задачей.

Противопожарный цемент – термостойкий цемент на основе замазки, используемый для герметизации швов в горячих зонах (например, в печах). Огнеупорный цемент также используется при креплении огнеупорных кирпичей.

Костный цемент – костный цемент не имеет отношения к строительству. Костные цементы существуют уже давно и используются в ортопедической хирургии.

Фиброцемент – композиционный материал, сочетающий цемент с целлюлозными волокнами. Применяется как в бытовом, так и в промышленном строительстве, обычно в кровельных работах зданий. Большинство фиброцементных плит предварительно окрашены (или окрашены), но если они не окрашены, вы можете сделать это после их установки.

Зеленый цемент – этот тип клемента изготавливается из кальцинированной глины и порошкообразного известняка. Как следует из названия, производственный процесс зеленого цемента снижает выбросы углерода.Мало того, сырой цемент обладает повышенной механической прочностью.

Гидравлический цемент – вид цемента, изготовленный из известняка, гипса и глины, обожженных при очень высоких температурах. В результате получается гидравлический цемент. Сохнет очень быстро, всего за несколько минут. В случае негидравлического цемента применяется другой подход к затвердеванию, и может пройти до одного месяца или более, прежде чем его можно будет использовать.

Каучуковый цемент – в строительстве не используется; резиновый клей используется для склеивания и переплета таких предметов, как книги и фотографии.Это клейкий материал с гибкой связью.

Белый цемент – очень прочный тип цемента, который в основном используется для обеспечения потрясающих и последовательных дизайнерских решений. Это декоративный тип цемента, используемый в основном в домашних условиях, особенно в архитектурном бетоне.

Является ли цемент лучшим строительным материалом?

Цемент, безусловно, является одним из самых популярных строительных материалов во всем мире и очень универсален, что делает его фантастическим вариантом практически для любых бытовых или промышленных строительных работ.Цемент также является одним из самых экономичных строительных материалов, и потребность в ремонте часто очень мала. Тем не менее, цемент приносит наибольшую пользу, когда он сочетается с бетоном. В то время как цемент очень прочен, бетон прочнее, поскольку он использует цемент как часть процесса агрегации.

Мы написали статью о том, что такое бетон и почему он необходим в строительной отрасли.

Нужна помощь в укладке вашей промышленной или коммерческой собственности? Связаться с экспертами

Наши подрядчики по бетону могут помочь заказчикам, занимающимся крупномасштабными строительными проектами. Для профессиональной укладки бетона как на бытовом, так и на промышленном уровне наша команда с более чем 40-летним опытом может построить потрясающие бетонные полы для вашей собственности. Мы специализируемся на полированных и промышленных бетонных полах, а также композитных металлических настилах.

Выберите из полированного бетона для потрясающей, долговечной отделки больших внутренних помещений, промышленного бетона, для автостоянок и других мест с интенсивным движением, до композитного металлического настила для закладки фундамента вашего бетона.Наши услуги по укладке бетонных полов распространяются по всей Великобритании: от укладки бетона на многоэтажных автостоянках и складах до установки потрясающих полированных бетонных полов на всю жизнь в университетах.

Наша услуга предназначена для того, чтобы быть быстрой, эффективной и обеспечивать пожизненные результаты для вашей коммерческой недвижимости. Когда вы будете готовы связаться с нами, просто введите свои данные и запрос в нашу контактную форму или позвоните нам по указанному выше номеру.

История цемента | Строительные материалы — CEMEX США

Знаете ли вы?

Египтяне использовали похожий на цемент материал (содержащий гипс) для строительства Великой пирамиды в 2600 г. до н.э.С.
Пять штатов производят почти 50% всего цемента, производимого в Америке. Это (по порядку): Калифорния, Техас, Мичиган, Пенсильвания и Миссури.
Цемент является едким веществом. Он может обжечь кожу и глаза, как кислота.

История портландцемента

Цемент в том виде, в каком мы его знаем, был впервые разработан Джозефом Аспдином, предприимчивым британским каменщиком 19-го века, который нагревал смесь молотого известняка и глины в своей кухонной плите, а затем превращал смесь в мелкий порошок.

Результатом стал первый в мире гидравлический цемент: тот, который затвердевает при добавлении воды. Аспдин назвал свое творение портландцементом из-за его сходства с камнем, добытым на острове Портленд у британского побережья. В 1824 году этот блестящий мастер получил патент на самый распространенный в мире строительный материал, положивший начало современной мировой промышленности по производству портландцемента.

Производственный процесс

— комбинация кальция, кремнезема, алюминия и железа — является основным компонентом бетона.

Производство кальциево-силикатного портландцемента, соответствующего определенным химическим и физическим характеристикам, требует тщательного контроля производственного процесса.

Во-первых, сырье — известняк, ракушки или мел вместе со сланцами, глиной, песком или железной рудой — добывается в карьере, который обычно находится рядом с заводом-изготовителем. Перед тем, как покинуть карьер, эти материалы измельчаются двумя комплектами дробилок. Первичный набор дробит камень примерно до пяти дюймов (125 мм) в диаметре, а вторичный набор измельчает его до размера всего 3/4 дюйма (19 мм). Затем сырье отправляется на завод-изготовитель, где его дозируют для создания цемента с определенным химическим составом.

производится двумя способами: мокрым и сухим.

При сухом методе сухое сырье дозируется перед измельчением в мелкий порошок, смешивается, а затем в сухом виде загружается в печь.

При мокром методе суспензия создается путем добавления воды к правильно подобранным сырьевым материалам перед их измельчением, смешиванием и подачей в верхний конец наклонной и вращающейся цилиндрической печи, где скорость их прохождения регулируется наклоном печи. и скорость вращения.

Горящее топливо — обычно порошкообразный уголь или природный газ — затем подается в нижнюю часть печи, нагревая сырье до 2600–3000 градусов по Фаренгейту (1430–1650 градусов по Цельсию). При температуре 2700 градусов по Фаренгейту (1480 градусов по Цельсию) несколько химических реакций сплавляют сырье, создавая так называемые цементные клинкеры: серовато-черные гранулы размером с мрамор.

Раскаленные докрасна клинкеры выгружаются из нижнего конца печи и передаются в различные типы охладителей для снижения их температуры, чтобы с ними можно было безопасно обращаться.После охлаждения клинкеры смешивают с гипсом и измельчают в порошок серого цвета, настолько мелкий, что он может пройти через сито с размером ячеек 75 микрон или 200 меш.

Этот мелкодисперсный порошок серого цвета представляет собой портландцемент.

Типы портландцемента

Гибкость портландцемента очевидна в различных типах, которые производятся для удовлетворения различных физических и химических требований.

Спецификация C-150 Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM) предусматривает восемь отдельных типов портландцемента.

Тип I — для использования, когда специальные свойства, указанные для любого другого типа, не требуются.
Тип IA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип I, где требуется воздухововлечение.
Тип II — Для общего использования, особенно когда желательна умеренная устойчивость к сульфатам.
Тип IIA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип II, где требуется воздухововлечение.
Тип II(MH) — Для общего использования, особенно когда желательны умеренная теплота гидратации и умеренная устойчивость к сульфатам.
Тип II(MH)A — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и тип II(MH), где требуется воздухововлечение.
Тип III — Для использования, когда требуется высокая начальная прочность.
Тип IIIA — Воздухововлекающий цемент для тех же целей, что и Тип III, где требуется воздухововлечение.
Тип IV — Для использования, когда желательна низкая теплота гидратации.
Тип V — Для использования, когда требуется высокая стойкость к сульфатам.

Белый портландцемент

Когда архитектурные соображения требуют белого или цветного бетона или строительного раствора, портландцемент можно адаптировать к производству белого портландцемента, одного из ряда доступных типов гидравлического цемента специального назначения.

по составу идентичен традиционному продукту серого цвета, за исключением цвета. Это стало возможным во время производственного процесса за счет выбора сырья, содержащего лишь незначительное количество оксидов железа и магния, которые придают портландцементу его серый цвет.

Смешанные гидравлические цементы

Смешанные гидравлические цементы, разработанные в соответствии со специальными требованиями стандартов ASTM C595 или C1157, производятся путем смешивания портландцемента, молотого и гранулированного доменного шлака, золы-уноса, природного пуццолана и микрокремнезема.Эти цементы также могут быть воздухововлекающими, умеренно сульфатостойкими или с умеренной или низкой теплотой гидратации, в зависимости от необходимости.

Цементы, соответствующие стандарту ASTM C1157, включают:

Тип ГУ — цемент смешанный гидравлический для общестроительных работ.
Тип HE — цемент высокой ранней прочности.
Тип МС — цемент средней сульфатостойкости.
Тип HS — цемент повышенной сульфатостойкости.
Тип МН — цемент средней теплоты гидратации.
Тип LH — низкотемпературный цемент гидратации.

Цементы, соответствующие стандарту ASTM C1157, также могут иметь низкую реакционную способность (вариант R) с заполнителями, реагирующими со щелочами. Ограничений по составу цементов С1157 нет. Производители могут оптимизировать ингредиенты, такие как пуццоланы и шлаки, для достижения определенного набора свойств бетона.

Из всех смешанных цементов, доступных во всем мире, типы IP и IS являются наиболее распространенными.В то время как Европа и Азия в настоящее время используют больше смешанных цементов, чем Соединенные Штаты, экологические и энергетические проблемы, в дополнение к потребительскому спросу на цементы с особыми свойствами, могут изменить эту ситуацию.

Что такое цемент и Пример изготовления цемента

Цемент – это тонкодисперсное мягкое порошкообразное вещество. Он сделан из смеси элементов, которые содержатся в природных материалах, таких как известняк, глина, песок и/или сланец.Когда цемент смешивается с водой, он может связывать песок и гравий в твердую твердую массу, называемую бетоном.

Цемент можно приобрести в большинстве строительных магазинов в мешках

Связанные темы: [Что такое бетон] [Армирование бетона] [Изготовление бетонной плиты]

Знаете ли вы? Для производства цемента необходимы четыре основных элемента. Это кальций, кремний, алюминий и железо.
Кальций (который является основным ингредиентом) можно получить из известняка, тогда как кремний можно получить из песка и/или глины.Алюминий и железо могут быть извлечены из бокситов и железной руды, и для этого требуются лишь небольшие количества.

Цемент обычно серый. Белый цемент также можно найти, но он обычно дороже, чем серый цемент.

Цемент, смешанный с водой, песком и гравием, образует бетон.

Цемент, смешанный с водой и песком, образует цементную штукатурку.

Цемент, смешанный с водой, известью и песком, образует раствор.

Цементный порошок очень, очень мелкий. Один килограмм (2,2 фунта) содержит более 300 миллиардов зерен, хотя мы на самом деле не считали их, чтобы убедиться, что это абсолютно точно! Порошок настолько мелкий, что проходит через сито, способное удерживать воду.

Совет: Цемент следует хранить в сухом месте. Если он намокнет или станет влажным, порошок превратится в твердый комок.

Пример изготовления цемента

1.) Известняк добывается в карьере. Это основной ингредиент, необходимый для производства цемента. Также необходимы меньшие количества песка и глины. Известняк, песок и глина содержат четыре основных элемента, необходимых для производства цемента. Четыре основных элемента – это кальций, кремний, алюминий и железо.

2.) Известняковые породы размером с валун транспортируются из карьера на цементный завод и подаются в дробилку, которая дробит валуны на куски размером с мрамор.

3.) Кусочки известняка затем проходят через блендер, где они добавляются к другому сырью в правильной пропорции.

4.) Сырье измельчают в порошок. Иногда это делается с помощью роликов, которые придавливают материалы к вращающейся платформе.

5.) Затем все отправляется в огромную, очень горячую, вращающуюся печь для прохождения процесса, называемого «агломерация». Спекание означает: превращение в связную массу путем нагревания без плавления. Другими словами, сырье становится частично расплавленным. Сырье достигает температуры около 2700°F (1480°C) внутри печи. Это вызывает химические и физические изменения в сырье, и они выходят из печи в виде больших, стеклообразных, раскаленных докрасна шлаков, называемых «клинкером».

6.) Клинкер охлаждают и измельчают в мелкий порошок серого цвета. При окончательном измельчении также добавляется небольшое количество гипса. Теперь это готовый продукт – портландцемент.

Затем цемент хранится в силосах (больших накопительных резервуарах), где он ожидает распределения.

Цемент обычно отгружается навалом в специально изготовленных грузовиках, по железной дороге или даже на барже или корабле. Некоторые упакованы для тех, кто хочет небольшое количество.

Цементный Процесс производства

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократической Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФиджиФинляндияFmr Югославская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарGre eceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСан-Т Оме и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U. S.)Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве

Портландцемент – обзор

3.2.1 Портландцемент и цементы с добавками

Портландцемент является коммерческим продуктом, производимым во всем мире с относительно постоянным годовым производством около 4100 (миллионов тонн, млн тонн) с 2013 г. (МЭА, 2019 г.). Основными производителями в 2019 году были Китай (2200 млн тонн), Индия (320 млн тонн), Вьетнам (95 млн тонн), США (89 млн тонн) и Египет (76 млн тонн) (Statista, 2020). Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, которое производится в соответствии с национальными, региональными и международными спецификациями.Обзор европейских, австралийских и американских стандартов на цемент дан в другом месте (Harrisson, 2019). ASTM C150/C150M содержит стандартную спецификацию портландцемента и соответствующие тесты, включающие тонкость помола, химический анализ, прочность, содержание воздуха, время схватывания и сульфатостойкость, как описано в главе 12.

Сырье для портландцемента — это природные минералы, содержащие в основном кальций (например, известняк) и кремнезем (например, глина). Эти материалы подвергаются нескольким промышленным процессам, включая добычу, хранение, измельчение и измельчение, смешивание и обжиг для производства портландцемента (Nigri et al., 2010; Глассер, 2011; Абдель Рахман и др., 2014b; Новозеландский институт химии, 2017; Стротер, 2019). Рис. 3.3 иллюстрирует эти процессы в мокрой и сухой технологиях производства портландцемента. Сырье измельчают, измельчают и смешивают для получения однородного корма. Затем корм сжигают, охлаждают, смешивают с добавками, подвергают окончательному измельчению и хранят. Процесс обжига оптимизирован для минимизации свободной извести и максимального образования негидратированных фаз за счет применения комбинации химических и физических средств контроля.Во время горения происходят различные реакции, в том числе разложение, диффузия, плавление, жидкофазное спекание, зародышеобразование и рост кристаллов, полиморфное превращение и испарение/конденсация (Glasser, 2003). Подробные обсуждения образования негидратированных фаз можно найти в других источниках (Glasser, 2003, 2011; Telschow, 2012; Harrisson, 2019).

Рис. 3.3. Сухая и мокрая технологии производства портландцемента.

В технологии мокрого производства мокрый помол используется для получения однородного шлама; затем его сушат. В технологии сухого производства используется сухое измельчение сырья, которое впоследствии требует больше энергии на этом этапе, но снижает затраты энергии на этапе сушки.Топливо, используемое во вращающейся печи мокрого типа (5,3–7,1 ГДж/т), намного больше, чем топливо, используемое в сушильной печи с четырьмя или пятью ступенями подогревателя (3,2–3,5 ГДж/т) (Worrell and Galitsky, 2004; Lu et al. , 2009). Промышленность портландцемента зависит от использования программы обеспечения качества, в которой используются различные технологии характеризации различной сложности для обеспечения соответствия спецификациям.

Производимый портландцемент состоит из извести (CaO; 60–65 мас.%), кремнезема (SiO ₂ ; 21–24 мас.%), глинозема (Al ₂ O ₃ ), оксидов железа (Fe ₂ O ₃ ; 3–8 масс.%), а также некоторые примеси, образующие основные и второстепенные негидратированные цементные фазы (Abdel Rahman and Ojovan, 2016).Химические аббревиатуры, используемые при описании химии цемента, сокращают формулу оксида до первой буквы (например, C для CaO, S для SiO ₂ и т. д.). Чистые основные негидратированные фазы представляют собой силикаты ди- и трикальция (C ₂ S и C ₃ S), алюминат трикальция (C ₃ A) и алюмоферрит тетракальция (C ₄ AF). . Количество этих фаз влияет на реакции гидратации и, следовательно, на характеристики и долговечность цементных SSC. Глава 4 посвящена реакциям гидратации и их влиянию на свойства затвердевшего цемента. Количества основных негидратированных цементных фаз определяют с помощью расчетов или методов характеризации. Уравнения Бога используются для определения этих фаз по процентному содержанию оксидов, полученному в результате химического анализа портландцемента (Bogue, 1955; Glasser, 2003; Abdel Rahman et al., 2014c; Harrisson, 2019; Strother, 2019). Кроме того, метод дифракции рентгеновских лучей используется для обнаружения основных минералов гидратации (т.э., алит и белит), которые представляют собой нечистые ди- и трикальциевые силикаты. Впоследствии количества алита и белита, обнаруженные с помощью рентгеновской дифракции, превышают количества, оцененные по уравнениям Бога (Strother, 2019). Рентгеновская дифракция широко используется в программах обеспечения качества в цементной промышленности для измерения фаз портландцемента, однако уравнения Бога все еще используются.

Цемент с добавками получают совместным помолом портландцементного клинкера на стадии окончательного помола с добавками с процентным содержанием > 15% (Kosmatka et al. , 2003; Салех и Абдель Рахман, 2018 г.). В классификации ASTM для смешанных цементов было выделено пять категорий: портландцемент-доменный шлак (тип IS), портландцемент-пуццолан (типы IP и P), портландцемент, модифицированный пуццоланом (тип I (PM)), шлакоцемент (тип I (PM)). тип S) и модифицированный шлаком портландцемент (тип SM) (Kosmatka et al., 2003; Lamond and Pielert, 2006; Saleh and Abdel Rahman, 2018). Модифицированный цемент содержит менее 15% минеральных добавок. Спецификации по характеристикам пуццолановых материалов, угольной золы, летучей золы, шлаков и стандартные тесты для цементных смесей предоставлены ASTM.

История цемента

Как вы думаете, что скрепляет пирамиды?

Цемент и бетон могут быть синонимами бытовых терминов, но по своей природе они отличается: цемент, сверхтонкий серый порошок, связывает песок и камни в масса или матрица бетона. Действительно, цемент является ключевым компонентом конкретный.

Помимо семантики, бетон является фирменным материалом для подъездных дорог, внутренних двориков, подвалы и множество других предметов американского обихода. Это также самый широко используемый в мире строительный материал . Годовое мировое производство бетона колеблется около 5 миллиардов кубических ярдов, объем приблизительно равен годовой объем производства цемента составляет около 1,25 млрд тонн.

Глобальная привлекательность бетона не случайна — вездесущий, похожий на камень материал производится из одних из самых богатых ресурсов в мире, как цемент.

Ранняя история и развитие портландцемента

С тех пор, как цивилизации начали строиться, мы искали материал который связывал бы камни в твердую, сформированную массу. ассирийцы и вавилоняне использовали для этой цели глину, а египтяне продвинулись к открытию извести и гипсового раствора в качестве вяжущего для строительства такие сооружения, как Пирамиды .

Греки внесли дальнейшие улучшения и, наконец, римляне . разработал цемент, который производил конструкции исключительной прочности.

Большинство фундаментов зданий Римского форума были построены бетонной формы, помещенной в некоторых местах на глубину 12 футов. То великие римские бани , построенные около 27 г. до н.э., Колизей и огромный Базилика Константина являются образцами раннеримской архитектуры в котором использовался цементный раствор.

Римская формула

Секрет успеха римлян в производстве цемента был связан с смешиванием гашеной извести с пуццоланом , вулканическим пеплом с горы Везувий. В результате этого процесса был получен цемент, способный затвердевать под водой. В течение Средневековье это искусство было утеряно, и только научный дух Возрождение расследования, что мы заново открыли секрет гидравлического цемента — цемент, затвердевающий под водой.
Неоднократное разрушение конструкции маяка Эддистон у побережья. Корнуолл, Англия, возглавлял Джон Смитон , британский инженер, проводить опыты с растворами как в пресной, так и в соленой воде. В 1756 г. эти испытания привели к открытию, что цемент из известняка, содержащий значительная часть глины затвердевает под водой.
Воспользовавшись этим открытием, он перестроил маяк Эддистоун . в 1759 году. Он простоял 126 лет, прежде чем потребовалась замена.
Другие мужчины, экспериментировавшие с цементом в период с 1756 г. до 1830 г. включают Л. Дж. Вика и Лесаж во Франции и Джозеф Паркер. и Джеймс Фрост в Англии .
До открытия портландцемента и в течение нескольких лет после его открытия было использовано большое количество природного цемента. Произведен природный цемент путем обжига природной смеси извести и глины. Поскольку ингредиенты натурального цемента были смешаны природой, его свойства различались так же широко, как и природные ресурсы, из которых он был сделан.
Аспдин получает патент
В 1824 году Джозеф Аспдин , каменщик и каменщик из Лидса, Англия, получил патент на гидравлический цемент, который он назвал портландцемент . потому что его цвет напоминал камень, добытый на острове Портленд у британского побережья. Метод Аспдина включал тщательное дозирование из известняка и глины, измельчая их в порошок и сжигая смесь в клинкер, который затем измельчали в готовый цемент.
Портландцемент сегодня, как и во времена Аспдина, является заранее определенным и тщательно пропорциональная химическая комбинация кальция, кремния, железа и алюминия .

Натуральный цемент уступил место портландцементу, который является предсказуемым, известным продукт неизменно высокого качества.

Сегодня около 98 процентов цемента, производимого в США, — это портландцемент. цемент. Однако во времена Аспдина этот новый продукт прижился медленно. Аспдин открыл завод в Уэйкфилде по производству портландцемента, который использовался в 1828 при строительстве реки Темзы Туннель.

Но это было почти 20 лет спустя, когда J.D. Уайт и сыновья созданы процветающая фабрика в Кенте, где индустрия портландцемента достигла пика своего развития. период ранней экспансии не только в Англии, но и в Бельгии и Германия. Портландцемент использовался для строительства лондонской канализационной системы в 1859-1867 годах.

Первая зарегистрированная партия портландцемента в США была в 1868 году , когда европейские производители начали поставлять цемент в качестве балласта на трамповых пароходах по очень низким фрахтовым ставкам. Громкость увеличилась до пика из почти 3 миллионов баррелей в 1885 году.После этой даты американцы начали производить увеличение количества портландцемента для себя.

История и развитие портландцемента в

США Строительство системы каналов в первой половине XIX века. создал первый крупный спрос на цемент в этой стране. В 1818 г. через год после открытия канала Эри, Канвас Уайт , инженер, обнаружили залежи горных пород в округе Мэдисон, штат Нью-Йорк, из которых естественные гидравлические цемент может быть изготовлен с небольшой дополнительной обработкой. Он произвел большой количества этого цемента для использования в канале Эри.

Были обнаружены и другие месторождения, в основном в районе Розендейл . Нью-Йорка, округ Луисвилл штата Индиана и Кентукки, и Lehigh Valley Пенсильвании. К 1899 г. почти 10 млн барр. природного цемента ежегодно производилось в США и Канаде.

Хотя портландцемент набирал популярность в Европе с 1850 г., он не производился в США до 1870-х гг.Вероятно, первый Завод для начала производства был заводом Дэвида О. Сэйлора в Коплей, Пенсильвания, . В 1871 году Сэйлор попробовал свои силы в выборе и смешивании различных видов камень из своих карьеров для производства портландцемента.

После первоначальных трудностей ему это удалось, и на Столетней выставке в Филадельфии в 1876 году образцы продукции Сэйлора и продукции Джона К. Шинн в Вампуме, Пенсильвания, выгодно отличается от лучшего импортного портленда. цементы. Пока Сейлор совершенствовал свой продукт в Пенсильвании, Томас Миллен и двое его сыновей экспериментировали с производством портленда. цемент в Саут-Бенд, Индиана. Их первый портландцемент был обожжен в кусок канализационной трубы (возможно, первая экспериментальная вращающаяся печь, использовавшаяся в Америка) и полученный клинкер перемалывали в кофемолке.

Заметным пионером в отрасли в Америке был Роберт В. Лесли. В 1874 году он основал фирму Lesley & Trinkle, цементных брокеров, Работает как с натуральным, так и с портландцементом. Это привело к тому, что он попал в производственный бизнес для себя в Египте, Пенсильвания. Из его предыдущих продаж контакты, он почерпнул несколько идей для устройств, экономящих время и труд, для производство портландцемента, наиболее заметным из которых был метод прессования сырье пылевидное в «яйца» для сжигания в печи.

В 1880 г. около 42 000 барр. портландцемента было произведено в США. Состояния; десятилетие спустя это количество увеличилось до 335 000 баррелей. Одним из факторов такого огромного роста стало развитие вращающейся печи.