Цемент

Цемент самый популярный строительный материал во всем мире. Сложно представить современный строительный мир без такого известного вяжущего как цемент. Сфера применения цемента на сегодняшний день достаточно обширна.

  • Цемент что это такое?
  • Из чего делают цемент, производство, технология
  • Основные марки цемента
  • Состав цемента
  • Цемент со шлаком что это?
  • История цемента
  • Различия цементов
  • Свойства цементов
  • Разновидность цементов
  • Виды упаковки, доставка, хранение цемента

Содержание

Цемент что это такое?

Цемент что это такое ? — Один из главных видов стройматериалов. Связующее вещество ненатурального происхождения, тонкоразмолотый минеральный порошок, чаще темно серого цвета. Выпускается в сухом виде, при взаимосвязи с жидкостью образует податливую массу, по истечению временного промежутка образует твердое каменное тело. Прочность цемента возрастает со временем, может исчисляться годами. Цемент применяется при приготовлении строительных растворов и бетонов и используется для общестроительных работ.

УЗНАТЬ ЦЕНУ НА ЦЕМЕНТ

Из чего делают цемент производство, технология

Cамым распространенным цементом является портландцемент. Получают путем обжига сырья в печах под высокой температурой 1500 градусов по Цельсию, называется клинкер. Клинкер содержит богатый химический состав около 75% сырья, состав клинкера и условия обжига играет, большое значение на характеристику цемента. Цементный клинкер подвергается измельчению с примесями в виде гипса и иными минеральными добавками. Разные предприятия выпускают цемент со схожими характеристиками и названиями, но он может отличаться по составу, разница в составе цементного клинкера влияет на его характеристики: скорость твердения, морозоустойчивость, устойчивость внешних факторов среды, в зависимости от поставленной задачи, где цемент будет применяться в дальнейшем. Кроме портландцемента выпускаются и другие его виды с различными характеристиками и составом.
Видео «Как, из чего делают цемент»

Основные марки цемента

М100, М200, М300, М400, М500, М600 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры.
По прочности цемент можно разделить на классы, выражаются в цифрах от 30 до 60 обозначающие прочность при сжатии в МПа – основное отличие классов от марок цемента в том, что при 100 испытуемых образцов должны пройти 95 образцов испытания и соответствовать заявленному классу.
Класс прочности обозначается буквой «В»
Наиболее встречающиеся марки цемента на рынке ПЦ400Д20, ПЦ400Д0, ПЦ500Д20, ПЦ500Д0
Обозначение М400 или ПЦ400 — наиболее распространенная марка цемента среди строителей, считается наиболее универсальной для общестроительных работ.
Давайте рассмотрим на примере цемента М400 его характеристику, плотность, состав.

Состав цемента

1. (Д0) означает — чистоклинкерные без добавочные цементы
2. (Д20 и другие значения больше 0) означает — цементы с добавками

Цемент со шлаком что это?

Это говорит о том что в состав цемента входит минеральная добавка в виде шлака условно обозначается на упаковке буквой Д с номером 20 означающей количество минеральных добавок

История цемента

С давних времен человечеству были общеизвестны вяжущие вещества, такие как гипс, известь, глина, которым не требовалось для приготовления высокого помола и обжига при высокой температуре. Глина была слабым вяжущим веществом и имела недостаток низкую стойкость к влажной среде, что не могло решать более сложных задач в строительной отрасли. Вяжущее вещество, на основе гипса получаемое из гипсового клинкера и известняка, добытая из известняка путем температурного воздействия, были использованы при возведении Египетского лабиринта, Великой Китайской стены. Все три вещества затвердевали и «работали» только при воздействии воздушного пространства, назывались «воздушными», имели способность к невысокой износостойкостью и прочностью на воздухе. С развитием технологий печей и способов измельчения минеральных добавок, способствовало улучшению характеристик и качеств вяжущих материалов, так например, для улучшения гидростойкости в известковую смесь добавляли измельченную глину прошедшую термообработку в печи и различные примеси виде вулканических пород. Развитие в Древней Руси фиксирующих материалов на основе известняка возникло при возведении городов такие как: Ростов, Муром, Москва, Великий Новгород и др. В 16 веке на Руси царем был издан приказ о производстве клеящего вещества на основе извести, наряду с добычей строительного камня. С развитием морских путей, для возведения портов, необходимо было решать задачу о водостойкости вяжущих материалов. Так в 1756 году учеными из Англии был получен новейший вяжущий материал на основе обожженной извести с добавлением примесей из глины, и назван гидравлическим. Спустя 30 лет был получен патент на роман-цемент, его отвердение стало возможным как в воздушной, так и водной средах. Такой цемент был основным вяжущим веществом, практикуемый у строителей до 2ой половины 19века.

Начало современного цемента


Современный цемент начали выпускать относительно недавно, при развитии индустрии в 18 веке, когда было основано большое количество предприятий и заводов, запасы навыков и знаний требовали объединения всех изученных ранее систем в единое целое пособие, а далее производство для разработки высокоэффективной марки цемента. В России первым кто получил качественный цемент, был исследователь Чалиев. В его издании описаны свойства и методики производства вяжущего материала – цемента, применявшегося строителями при реконструкции Кремля послевоенных действий, более усовершенствованного на тот период, чем у ученого из Англии Аспинда, работающего в тот же период над созданием цемента из породы камня схожего на бетон. Аспинд вел разработки цемента рядом с городом Портлэнд, названного позднее портландцемент происходящего от имени города. В 1812 году англичанин запатентовал свое изобретение. Производство цемента до 1917 года развивалось достаточно медленно. Во 2ой половине 19 века большой вклад в формирование Российского цементного дела внесли ученые Шуляченко, Белелюбский, Малюга, отечественные цементы почти полностью заменили импортные, была создана основа актуальной науки о отвердевании и классификации цементов, разработаны тех.условия.

Первые заводы в России

Первый Отечественный завод был открыт в 1856 году в городе Роздеце, и к 1914 году работало уже 60 заводов в России по производству портландцемента. К 1971 году доля изготовленного сырья в России превосходила развитые страны, такие как США на 100% и Японию на 30%. Высокие темпы строительства, металлургии, дорожной отрасли, автоматизации процессов производства, дали возможность развитию усовершенствованных технологий выпуска цемента, повышенного качества марки и более широкой классификации.

Различия цементов

Цементы различают по 2-ум основным группам

1. Воздушные — сфера применения воздушная среда
2. Гидравлические — сфера применения водная среда

По назначению

Назначение – целесообразное применение определенного вида цемента способного решать те или иные поставленные задачи.
1.Общестроительные
2.Специальные

По составу

Состав может изменяться довольно широко в зависимости от области применения, при этом можно выделить два основных вида составов.
1.Чистоклинкерные – без добавочные (Д0)
2.С добавками (Д…)

По виду клинкера

Цементный клинкер – однородная масса, подвергшаяся равномерному обжигу до спекания состоящая из определенного состава сырья, чаще всего известняка, глины.
1.Портландцементный клинкер
2.Глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер
3.Сульфоалюминатный, сульфоферитный, ферритный

Свойства цементов общестроительные

Прочность на сжатие

Прочность (активность) – одно из важнейших свойств цемента, бетонов, растворов. Чтобы определить прочность цементов из них изготавливают образцы в виде кубышек, которые в дальнейшем испытывают на прочность (разрушение) на сжатие и изгиб, через 28 дней с момента затворении с водой смеси цемента с песком. Прочность на сжатие измеряется в кг/см2, за основу берут средний показатель 4 из 6 испытуемых образцов. Прочность на сжатие обозначается буквой «М» и цифрами с шагом 100 или 50, делится на марки от М100 до М600.

Основные классы цементов

Классы В22,5; В32,5; В42,5; В52,5 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры

Скорость твердения — гидратация цемента

Гидратация – при затворении смеси цемента и песка с водой происходит химическая реакция, образовавшиеся кристаллы заполняют объем и образуют податливую массу, по истечении времени, которая затвердевает и переходит в камневидное состояние. Скорость затвердевания зависит от скорости растворения клинкерных минералов и тонкости помола.
Скорость твердения подразделяют:
1.Нормальнотвердеющий портландцемент
с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.
2.Быстротвердеющий портландцемент
отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием. прочности в начальный период твердения — с нормированием прочности в 2 и 28 сут.

Срок схватывания

Портландцемент (обыкновенный) должен иметь срок схватывания не ранее 45 мин и не позднее 2 часов.
Срок схватывания подразделяют:
1.Медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов.
2.Нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 часов.

3.Быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.

Условные обозначения (часто встречающиеся)


Цем I — портландцемент;
Цем II — портландцемент с минеральными добавками;
Цем III — шлакопортландцемент;
Цем IV — пуццолановый цемент;
Цем V — композитный цемент;
Допускается применять сокращенное обозначение наименования
Портландцемент — ПЦ
Шлакопортландцемент – ШПЦ
Активные минеральные добавки — Д0, Д5, Д20
Пластификации или гидрофобизации — ПЛ, ГФ
Глиноземистый цемент (ГЦ)
Напрягающий цемент (НЦ)
Класс прочности — (22,5; 32,5; 42,5; 52,5)
Марка — М
Нормально твердеющий – Н
Быстротвердеющий – Б
Шлак — Ш
Пуццолана – П
Зола-унос – З
Глиеж – Г
Микрокремнезѐм – МК
Известняк – И
При изготовлении цементов ДП и ЖИ в качестве вспомогательного компонента (активной минеральной добавки) допускается применять только доменный гранулированный шлак
Для транспортного строительства
Для бетона дорожных и аэродромных покрытий — ДП
Для бетона дорожных оснований — ДО
Для железобетонных изделий и мостовых конструкций — ЖИ
Для укрепления грунтов — УГ

Разновидность цементов

Портландцемент (ПЦ)

1. Быстротвердеющий (БТЦ) (спец.цементы)
1.1 особобыстротвердеющий (ОБТЦ)
1.2 сверхбыстротвердеющий (СБТЦ)
2. Тампонажный (спец.цементы)
2.1 низкогигроскопичный тампонажный портландцемент
2.2 солестойкий тампонажный портландцемент
2.3 гельцемент
2.4 песчанисто-трепельный портландцемент
2.5 расширяющиеся тампонажные
2.6 песчанистый тампонажный
2.7 облегченный тампонажный
2.8 утяжеленный тампонажный
2.9 волокнистые тампонажные
2.10 воздухоудерживающий
3. Безусадочный – расширяющиеся
3.1 расширяющиеся (спец.цементы)
3.1.1 расширяющийся портландцемент (РПЦ)
3.1.2 напрягающий цемент (НЦ)
3.1.3 алунитовый расширяющийся (напрягающий) цемент
4. Сульфатостойкий (ССПЦ) (спец.цементы)
4.1 сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками
4.2 сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ)
5. Дорожный (спец.цементы)
6. Белый и цветной (спец.цементы)
6.1 белый цемент
6.2 цветной цемент
7. С умеренной экзотермией (спец.цементы)
8. С поверхностноактивными органическими добавками (ПАВ) (спец.цементы)
8.1 пластифицированный (ППЦ)
8.2 гидрофобный (ГПЦ)
9. С активными минеральными добавками (спец.цементы)
9.1 с минеральными добавками (ПЦД)
9.1.1 быстротвердеющий (ПЦД-Б)
9.1.2 сульфатостойкий с минеральными добавками (СПЦД)
9.2 пуццолановый (ППЦ)
9.3 зольный
9.4 шлаковый (ШПЦ)
9.4.1 быстротвердеющий (ШПЦБ)
9.4.2 сульфатостойкий (СШЦП) входит в группу сульфатостойких цементов
9.4.3 известковошлаковый (ИШЦ)
10. Другие специальные портландцементы
10.1 для строительных растворов (кладочные)
10.2 для защиты от радиационных излучений
10.3 жаростойкие
10.4 гипсоцементопуццолановые
10.5 белито-портландцемент (нефелиновый цемент)

Сланцезольный

Магнезиальный

Глиноземистый

1. Особо чисто высокоглиноземистый
2. Высокоглиноземистый
3. Ангидритглиноземистый цемент (АГ-цемент)
4. Безусадочный — расширяющиеся
4.1 расширяющиеся
4.2 напрягающие
4.3 водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ)
4.4 водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ)
4.5 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент
4.6 глиноземистый расширяющийся цемент
4.7 гиперглиноземистый цемент
5. Тампонажный (спец.цементы)
5.1 белитокремнеземистый цемент

Кислоупорные цементы

1. Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный
2. Кремнеорганический силикатный кислотоупорный цемент

Сульфоалюминатный, сульфоферитный (ферритный)

Смешанные

1. Тампонажный
1.1 шлакопесчанистый цемент

Романцемент

С инертными минеральными добавками (микронаполнителями)

1. Песчанистый портландцемент
2. Карбонатный
3. Трехкомпонентный пуццолановый портландцемент

Кремнеземистый цемент

1. Известково-кремнеземистый

Фосфатный цемент

1. Титанофосфатный
2. Цинкофосфатный
3. Силикатный цемент

Другие

1. Известково-пуццолановый цемент
1.1 однокомпонентные
1.2 смешанные
2. Контактно-конденсационный известково-пуццолановый цемент
3. Периклазовый цемент

Виды упаковки, доставка, хранение цемента

После производства, цемент подается в силосы различных объемов, там он хранится до расфасовки в тару:
1. Бумажный многослойный мешок 25 кг, 50 кг
2. Биг-бэг 1 тн.
3. Цистерна цементовоза 10-40 тн.
4. Жд. Вагон 50-70 тн.
5. Сухогрузные баржи
Наверх

Цемент это измельченный порошок клинкера, с добавлением модифицирующих добавок и наполнителей. В сухом виде — это однородная сыпучая масса серого цвета. Разводится водой, полученная вяжущая пластичная масса со временем твердеет, как в влажной среде, так и на воздухе и образует прочное камнеподобное вещество.

Бывает несколько видов. Портландцемент один из разновидностей цемента, наиболее популярный и востребованный строительный материал во всем мире. Впервые серое вещество клинкера было запатентовано в Англии на острове Портленд (Portland), от сюда название — портландцемент.

В составе его основным минералом, 70-80% от общего состава, является силикат кальция (клинкерный минерал). Также в состав входит, для быстрого схватывания, гипс (CaSO4∙2H2O), до 3,5% и активные минеральные добавки до 15 %.

По прочности портландцемент делится на несколько марок, чем выше, тем прочнее получается бетон:

из М400 изготавливают железобетонные конструкции любого типа,

М500 и М550 — сборные железобетонные конструкции, которые можно использовать в дорожной сфере строительства,

М600 — изготовление железобетона высоких марок для сборных конструкций,

из марки М700 изготавливают высокопрочный бетон для напряженных конструкций.

Полезную информацию о портландцементе можно найти на Ремответе, .

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.


Из чего делают цемент, описание

Цемент является измельченным порошком клинкера, в который введены модифицирующие добавки и наполнители. В сухом виде — это сыпучая однородная масса серого цвета. При разведении водой получается пастоподобный вяжущий состав, легко наносимый на любые шероховатые поверхности.

После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню. Не зря искусственные камни производятся именно из цемента.

Химический состав и формула

При нагревании известняка и глины до температуры порядка 1450 градусов происходит изменение структуры данных материалов, в результате чего образуются гранулы клинкера. Эти гранулы смешивают с гипсом и перемалывают до состояния порошка. Химическая формула готового цемента выглядит следующим образом: 67 % оксида кальция (СаО), 22 % диоксида кремния (SiO2), 5 % окиси алюминия (Al2О3), 3 % оксида железа (Fe2O3) и 3 % прочих составляющих.

Процесс производства цемента достаточно сложен и трудоемок. Он требует наличия специального оборудования и соблюдения технологических норм и условий.

Технические характеристики

Основной технической характеристикой является марка цемента. Обозначается она буквой «М» и цифровым показателем. Цифры указывают на максимальный показатель нагрузки в килограммах на определенный объем застывшего цемента, т.е. его прочность на сжатие.

На практике это означает вес, который может выдержать цемент без разрушения. Например, если он выдерживает вес 200 кг, то цементу присваивается марка М200.

На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок. Он обозначается буквой «Д» и показывает из чего состоит данный вид цемента. Например, символы «Д10» означают, что в сухую смесь введено 10 % добавок.

Такие добавки вводятся для улучшения водонепроницаемости, устойчивости к коррозии, морозостойкости и других качеств цемента. Рассмотрим также другие характеристики цемента, на которые следует обращать внимание при производстве строительных работ.

М400. Его прочность составляет 400 кг/см2. Это самая популярная марка цемента, используемая повсеместно для любых видов строительных и отделочных работ. Это строительство зданий, монолитное строительство, изготовление бетонных плит, блоков, лестничных конструкций, фундаментов, колодезных железобетонных колец, тротуарной плитки и целого ряда других изделий.

М500. Прочность составляет 500 кг/см2. Данная марка цемента характеризуется быстрым застыванием и высокими показателями прочности. Цемент используется для монолитного строительства высотных конструкций, изготовления несущих элементов, плит перекрытий, сборных конструкций из железобетона, балок, а также в других случаях, требующих повышенной прочности и долговечности сооружений.

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

По ГОСТ. Производство общестроительных цементов должно быть основано на требованиях ГОСТ 31108-2003. Стандарт регулирует соотношение необходимых компонентов в составе сухой смеси и технологию изготовления цемента. Сюда не относятся составы специального назначения.

Активность. Это прочность отдельно взятого образца цементного раствора на сжатие. Полученные показатели активности специалисты сравнивают с нормативами и присваивают данному цементу соответствующую марку. Показатель активности зависит от нескольких факторов: активности клинкерных гранул, интенсивности помола, наличия добавок. Например, активные добавки существенно увеличат активность самого цемента.

Применение автоматического измерителя активности цемента ЦЕМЕНТ-ПРОГНОЗ:

Плотность. Наименьшая плотность фиксируется у свежеприготовленного цемента. На отдельные его частички действуют электростатические силы, отталкивающие частички от своих собратьев. Затем, в процессе перевозки и хранения, смесь слеживается и уплотняется.

Плотность также зависит от степени измельчения клинкерных гранул. При производстве расчетов показатель средней плотности цемента берется равным 1300 кг на кубометр. Но на практике плотность зависит от условий хранения материала.

Удельный и объемный вес. Удельный вес цемента определяется по соотношению его веса к занимаемому им объему. Это понятие необходимо для правильного составления пропорций цементных растворов. Удельный вес цемента может значительно разниться в зависимости от состояния смеси. Так, свежий порошок может иметь удельный вес порядка 1000 кг/куб, а слежавшаяся смесь — 1500 кг/куб.

Объемный вес рассчитывается по среднему показателю плотности цемента. Средний показатель плотности равен примерно 1300 кг/куб. Следовательно, мешок весом 50 кг будет иметь около 0,04 кубометра. Объемный вес увеличивается при слеживании или транспортировке цемента.

Срок годности. Цемент характеризуется ограниченными сроками годности. Производители гарантируют его сохранность при нормальных условиях в течение 2 месяцев. Если обеспечить герметичные условия хранения, то цемент может пролежать без проблем в течение года.

Следует учитывать, что чем выше марка хранимого цемента, тем быстрее он может потерять часть своих свойств. Так, цемент М500 после нахождения на складе с повышенной влажностью, уже через месяц будет соответствовать по качеству цементу М400, а через 2 месяца — М300.

Рекомендуется хранить мешки в дополнительной целлофановой упаковке на расстоянии более 0,3 м от пола. Срок хранения цемента в специальных мешках гораздо длительнее его хранения россыпью.

Насыпная плотность. Это соотношение массы рыхлого цемента к его объему. То есть, это практически то же самое, что и удельный вес, если брать рыхлую смесь. Определяется она опытным путем. Цемент засыпается в мерную емкость с определенной высоты. После наполнения емкости производится взвешивание. Зная вес пустой емкости, определяют значение насыпной плотности. У свежих смесей данный показатель составляет около 1200 кг/куб. У слежавшегося цемента насыпная плотность равна около 1500 кг/куб.



Время застывания. Приготовленный цементный раствор через несколько часов схватывается и застывает. Летом этот процесс может произойти за 2-3 часа. В холодное время процесс схватывания затягивается до 10 часов. Так, при температуре 0 градусов раствор сможет затвердеть только спустя 20 часов. Ускорить или замедлить процесс застывания способны вводимые в раствор добавки.

С помощью цемента обустраивают фундамент, штукатурят стены, делают стяжку пола. Каждая из этих операций требует приготовления различного цементного раствора, который в любом случае должен быть качественно приготовлен.

Тонкость помола. Чем меньше размер измельченных цементных частиц, тем быстрее раствор твердеет, и тем надежнее он будет в застывшем состоянии. Тонкость помола напрямую зависит от используемого для этого оборудования. Рекомендуемый размер частиц должен составлять от 40 до 80 мкм.

Сертификат соответствия

Сертификация цемента в России производится по ГОСТ 10178-85, 30515 97, но более часто по ГОСТ 31108-2003. Все крупные российские предприятия уже перешли на новый ГОСТ 31108-2003, который был принят в 2004 году. В нем прописаны более жесткие критерии качества цемента, а также его испытаний. Новые требования полностью соответствуют нормам европейского качества.

Чем отличается цемент от бетона

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора. Бетон — это застывший искусственный камень, состоящий из цемента, воды и наполнителей. В качестве наполнителей обычно используется гравий, песок, отсев, шлак, керамзит и другие материалы. До момента застывания бетон представляет собой подвижную бетонную смесь.

Цемент применяется не только в строительных и ремонтных работах. Если требуется что-то сделать основательным и крепким, без цемента не обойтись.

Класс прочности цемента и методы испытания на прочность

Согласно ГОСТ 31108-2003 такой термин как «марка цемента» преобразован в термин «класс прочности». Поэтому цифровая маркировка цемента и означает его класс прочности.

Испытания цемента на прочность выполняются в заводских лабораторных условиях с использованием современного оборудования и прогрессивных методов анализа. При этом определяются тонкость помола, густота разведенного водой цементного теста, сроки схватывания цементного раствора. Также определяется предел прочности на сжатие или изгиб затвердевших образцов.

Определение нормальной густоты цементного теста в виртуальной лаборатории:

Цемент – это вяжущий порошок, применяемый для изготовления стройматериалов, строительства зданий и других конструкций. Производится из клинкера, известняка, различных минералов и гипса. От состава и пропорций компонентов зависит область использования, характеристики и свойства цемента. Наиболее распространенным является портландцемент. Для его производства к глине добавляется известняк.

  1. Технические параметры цемента
  2. Таблицы с расшифровкой маркировок
  3. Сфера применения разных марок

Характеристики цементного порошка

На цементную конструкцию, которая уже затвердела, постоянно воздействует окружающая среда. Так, если она расположена на улице, то на нее попадают осадки, соли. Она замерзает и оттаивает. Чтобы улучшить устойчивость к коррозии, к цементному порошку на этапе производства добавляются полимерные добавки. Они уменьшают степень микропористости, делая материал более надежным.

От такого параметра как тонкость помола зависит не только цена вяжущего компонента, но и его качество. Чем меньше фракции, тем лучше получится исходный материал. Процесс затвердевания мелкофракционного портландцемента происходит значительно быстрее, чем порошка с крупными частицами. Чтобы цемент имел оптимальные характеристики, смешиваются разные фракции.

Один из главных параметров, на который следует обращать внимание при выборе портландцемента, – это степень морозоустойчивости. Чем больше циклов замораживания и оттаивания он может выдержать, тем дольше прослужит построенная из него конструкция, и тем меньше ремонта она будет требовать. От этой характеристики полностью зависит область применения цемента. Каждый раз, когда бетон замерзает, вода, содержащаяся в нем, расширяется и разрушает его изнутри. Чтобы улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, абиетат натрия или нейтрализованный древесный пек.

Различается цемент и по прочности. Для определения марки приготавливается раствор из одной части цементного порошка и трех частей кварцевого песка. Все тщательно перемешивается до однородной консистенции и заливается в форму. Через 28 суток тестовый образец укладывается под пресс и давится. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Для ее определения тестируется 6 пробников. Из 4 лучших вычисляется среднее арифметическое. Полученный результат считается его маркой по прочности. Измеряется этот показатель в МПа и кг/см2.

Еще одна характеристика, от которой зависит область применения цементного порошка – время схватывания. Этот параметр особенно важен в условиях, где требуется аварийный ремонт или в холодном климате. Скорость затвердевания портландцемента можно регулировать с помощью гипса или других добавок. Также влияет температура окружающей среды и вода. Чем воздух холоднее, тем дольше цемент застывает. При оптимальных условиях и правильном замешивании цементный раствор схватывается через 45 минут.

Маркировка и расшифровка

Каждый вид цемента имеет определенную маркировку. Она показывает, для какой области применения подходит вяжущий порошок. Состоит из чисел и букв.

Таблица с расшифровкой маркировок цемента разных видов:

ПЦ портландцемент
СС сульфатостойкий
ШПЦ шлакопортландцемент
ГФ гидрофобный
БЦ белый цемент
ВРЦ водонепроницаемый расширяемый цемент
ПЛ пластифицированный

Марка вяжущего порошка по прочности обозначается буквой М и числом после нее, например, М500. Это означает, что материал выдерживает нагрузку 500 кг/см2. Также эта характеристика может быть указана только числом – 22,5, 32,5, 42,5 и 52,5. В этом случае ее называют не маркой, а классом. Она означает, что изделие выдерживает давление, например, в 22,5 МПа.

Таблица с новыми и старыми маркировками марок цемента:

Старая Новая
М300 22,5
М400 32,5
М500 42,5
М600 52,5

Также на мешках помимо маркировки о прочностных характеристиках и морозостойкости указывается быстрота затвердевания.

Расшифровка марок выглядит следующим образом:

1. ЦЕМ I – портландцемент, имеет самую высокую скорость затвердевания. Уже на второй день после заливки раствора бетон достигает 50%-ой прочности. Содержит до 5% добавок от общего объема цементного порошка.

2. ЦЕМ II – застывает чуть медленнее. Портландцемент содержит 6-35% добавок. Именно от их количества зависит быстрота затвердевания смеси. Чем больше их, тем дольше схватывается раствор.

3. ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью затвердевания. На 36-65% состоит из доменного шлака в виде гранул.

4. ЦЕМ IV – пуццолановый с нормальной скоростью затвердевания. В его состав включен микрокремнезем (обозначается буквой М или МК), зола-унос (маркировка З), пуццоланы (П). Количество добавок составляет 21-35%.

5. ЦЕМ V – композиционный вяжущий порошок с нормальной скоростью затвердевания. На 11-30% состоит из золы-уноса, 11-30% доменный шлак в виде гранул. Марка цемента по прочности – 32,5.

Количество добавок указывается буквами А и В. Расшифровка следующая: А означает 6-20%, В – 21-35%. Используется эта маркировка для всех видов цемента, кроме ЦЕМ I. Буква В означает наличие известняка, Ш – шлака. Быстрота набора прочности указывается буквами Н – нормальная и Р – высокая ранняя.

Маркировка вяжущего порошка начинается с вида цемента ЦЕМ, после чего указывается %-ое содержание и тип добавок. Далее отмечается класс прочности и скорость схватывания. Например, ЦЕМ II/В-Ш 22,5Н – портландцемент с гранулированным доменным шлаком 21-35 %, класс прочности 22,5, с нормальной скоростью твердения.

Маркировка может выглядеть и по-другому. Сначала указывается вид цемента, сорт, марка, количество добавок (обозначается буквой Д и числом после нее – Д0, Д5, Д20), пластифицирующий ПЛ или гидрофобизированный ГФ или Н – с нормированным составом клинкера.

Виды цемента и область их применения

1. Портландцемент без добавок (Д0) выпускается марок М400, М500, М550 и М600. М400 и М500 имеют среднюю скорость набора прочности, атмосферостоек, марка по морозостойкости высокая. Сфера использования: производство сборных, монолитных бетонных и железобетонных конструкций. М550 и М600 обладает аналогичными характеристиками, но быстро набирает прочность.

2. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) производится марками М400 и М500. Быстро набирает прочность, устойчив к морозам. Применяется для бетонных и железобетонных сооружений, а также для строительства монолитных и сборных систем.

3. Портландцемент с минеральными добавками выпускается марками М400-М600. ПЦ-Д5 марок М400 и М500 имеет среднюю скорость набора прочности. Область применения – изготовление бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций. Портландцемент М550 и М600 используется для тех же целей, но имеет высокую скорость затвердевания.

4. Шлакопортландцемент изготавливается марок М300, М400 и М500. ШПЦ М300 имеет низкую скорость набора прочности и слабый показатель морозоустойчивости. Особенно эффективен с термовлажностной обработкой, благодаря которой может использоваться для строительства конструкций над и под землей, и в воде. ШПЦ М400 обладает средней скоростью набора прочности и морозостойкостью. ШПЦ М400 и М500 являются низкотермичными цементами.

5. Сульфатоский портландцемент применяется для сооружений, которые будут находиться в агрессивных средах. Выпускается марок М400 и М500.

6. Пуццолановый портландцемент имеет низкую скорость набора прочности, но устойчив к агрессивным средам. Используется для конструкций, которые будут находиться в воде и под землей. Бывает марок М300 и М400.

7. Гидрофобный портландцемент подходит для изготовления бетонных растворов, которые применяются при строительстве дорог и аэродромов, а также гидротехнических сооружений.

Перед тем как приобрести цемент, нужно точно определить требуемую марку. Для этого необходимо учесть следующие факторы:

  • температура эксплуатации;
  • процент влажности;
  • состав воды и грунта;
  • нагрузка.

Если использовать для строительства низкомарочный цемент, то конструкция может не выдержать тяжести и бетон начнет разрушаться. Также следует обращать внимание на срок годности. Чем материал свежее, тем выше будут его прочностные характеристики.

Цемент – это искусственное порошкообразное вещество, которое выполняет функцию вяжущего при замешивании бетонной смеси. В сочетании с водой он образует пластичную массу, которая в дальнейшем застывает и становится камневидной. То, из чего состоит цемент, в первую очередь зависит от способа производства. В общем случае основой служит клинкер в сочетании с минеральными добавками и гипсом.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Из чего делают цемент: состав и основное сырье

В состав цемента входят следующие компоненты:

Указанное процентное соотношение перечисленных компонентов характерно для наиболее популярного вида цемента – портландцемента. Оно может несколько видоизменяться. Все зависит от технологии производства и класса цементной продукции.

Важно! Существованием различных видов и марок объясняется отсутствие точной химической формулы цемента. Всю важную информацию дают показатели минералогического состава.

Основное, из чего делают цемент – это клинкер. Так называют продукт обжига исходного сырья – известняка и глины, которые берут в пропорции 3:1. Клинкер – это полуфабрикат для получения цемента. После обжига при температуре до 1500 °C клинкер измельчают, в результате чего он оказывается представлен в форме гранул диаметром до 60 мм.

При измельчении в состав клинкера вводят добавки:

В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. Осадочного происхождения. Это глинистое сырье с минеральной основой, которое при избыточном увлажнении становится пластичным и разбухает, т. е. увеличивается в объеме. Главная особенность материала – вязкость, которой обусловлено его применение при сухом процессе производства.

Советуем изучить подробнее: «Все, что нужно знать о суперпластификаторах, или как уменьшить расход цемента».

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. Глинистый сланец. Из всех видов подобных пород имеет наиболее высокую прочность. При измельчении сланец преобразуется в пластинчатые частицы. В материале мало влаги, его характеризует стабильный гранулометрический состав.

Корректирующие добавки

С целью корректировки в состав цемента вводят специальные минеральные добавки. В первую очередь это модификаторы на базе ископаемых, содержащих:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – добавка-ускоритель, используемая для бетонных смесей, к которым предъявляются требования высокой ранней прочности.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

  1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
  2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
  3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

Сухой способ производства

Как делают цемент по сухой технологии:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. Ее обжигают внутри вращающейся печи, после чего охлаждают и отправляют на склад.

Мокрая технология производства

В отличие от сухого метода изготовления здесь после измельчения компонентов к ним дополнительно добавляют воду. В результате получается не мука, а сырьевой шлам, который и попадает в печь на обжиг, а затем – в холодильник на охлаждение. Уже охлажденные клинкер подвергают измельчению и дополнению добавками.

Комбинированная технология изготовления

Комбинированный способ производства цемента объединяет в себе этапы сухого и мокрого:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. Гранулы проходят обжиг в печи, которая применяется для сухой технологии.

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Виды цемента по составу и сфере применения

Видео: что такое шлакопортландцемент

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Советуем изучить подробнее: «Важная величина: как узнать время схватывания бетона».

Обратите внимание: чем меньше фракция помола клинкера, тем выше эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Оборудование для производства цемента

Производства цемента на каждом этапе требует применения специального оборудования. Его делят на следующие категории:

  1. для добычи исходного сырья;
  2. для транспортировки сырья на место производства;
  3. печь для обжига;
  4. шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
  5. станки для фасовки готового цемента.

Как сделать цемент в домашних условиях

Получить цемент можно в домашних условиях, но только если иметь все исходные материалы и необходимое оборудование:

  1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
  2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов домашнего изготовления цемента используются смола и сера. Полученный цемент можно применять для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки. Технология изготовления следующая:

  1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
  2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
  3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
  4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
  5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, поскольку для производства нужны печь для обжига и мельница для размалывания. В связи с этим в домашних условиях приходится несколько менять рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, водную известь и каменную золу. Полученный раствор пригоден для заделки мелких трещин, причем использовать его необходимо сразу же после изготовления.

Видео: как сделать огнеупорный цемент из золы

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

  1. минеральные,
  2. гипс,
  3. соли,
  4. известняк и пр.

Исходным сырьем для изготовления белого цемента служат глинистые или карбонатные породы. Главное преимущество вяжущего – его белоснежный цвет, которая повышает декоративные свойства цементной смеси. Из-за этого белый цемент часто еще называют декоративным. В то же время ввиду более сложной технологии производства материал имеет более высокую стоимость.

Видео: стол из белого бетона в стиле Loft

Видео: как приготовить раствор на белом цементе

Видео: как и из чего делают цемент

Как правильно приготовить цементный раствор

Для замешивания цементного раствора необходимо соблюдать пропорции его составляющих. На 1 часть цемента приходится 3 части песка. Вода же добавляется в зависимости от того, насколько пластичный или вязкий нужно получить раствор. Также пропорции выбираются с учетом типа работ и марки цемента. К примеру, для приготовления раствора на стяжку пола пользуются пропорциями из таблицы:

Сначала между собой смешивают сухие фракции, т. е. цемент и песок. Только потом начинают небольшими порциями добавлять воду, постепенно доводя состав до нужной консистенции. В качестве наполнителя можно использовать не только песок, но еще и гравий или щебень.

Обратите внимание: лучше для замешивания раствора использовать осадочную воду, а не водопроводную.

Классы раствора для разных типов работ:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Советуем изучить подробнее: «Что стоит знать при покупке цемента в мешках и как рассчитать количество».

Видео: цементный раствор, приготовления без инструмента

Видео: как правильно замешивать цементный раствор

В заключение

В современном мире цемент производится в большом количестве разных видов, что позволяет подобрать вяжущее для любых строительных работ. За счет применения различных добавок цементу можно придавать определенные свойства и использовать его в различных сложных условиях, например, для конструкций, эксплуатируемых под водой или при низких температурах. Цемент очень прост в применении, а также может быть приготовлен в домашних условиях, если знать его состав и общую технологию изготовления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *