Состав цемента и его производство


Состав цемента

Цемент – это неорганическое вещество искусственного происхождения, служащее для соединения материалов в строительстве. Как правило, под цементом в настоящее время подразумевают портландцемент и цементы из портландцементного клинкера. Цемент входит в состав штукатурных, кладочных растворов и бетона. Важной особенностью цемента, отличающей его от воздушной извести и гипса, является то, что он способен затвердевать во влажной среде. 

Из чего производится цемент

В состав цемента входят минеральные породы карбонатной (известняк, мергель, мел, другие горные породы карбонатно-глинистого, известнякового или доломитового состава) и глинистой (глина, глинистый сланец, суглинок, лесс и лессовидные суглинки) групп, а также минеральные добавки. Как правило, цементы, произведенные в разных регионах, отличаются друг от друга по составу. Это связано с тем, что производство цемента обычно располагают на месте добычи горных пород.

Выбор породы для производства цемента в основном диктуется её физическими свойствами и структурой. Так, избегают применения кристаллических горных пород, в силу того, что они хуже вступают во взаимодействие с другими составляющими цемента.

Карбонатные породы

  • Мел – одна из наиболее широко используемых для производства цемента пород, благодаря его мягкости и ломкости.
  • Мергель – горная порода, промежуточная между известняковыми и глинистыми. Его структура и свойства различны и зависят от содержания глинистых примесей.

Глинистые породы

  • Глина – смесь различных минералов, обладающая пластичностью в увлажненном состоянии.
  • Суглинок помимо глины содержит значительное количество частиц песка и пыли.
  • Глинистый сланец – твердая горная порода меньшей, чем глина, влажности, обладающая способностью расслаиваться на тонкие пласты.
  • Лесс – пористая горная порода из глины, кварца, полевого шпата и других силикатов.
  • Лессовидный суглинок – переходный от суглинка к лессу материал.

Минеральные добавки

Это важные составляющие цемента, служащие для улучшения его свойств (эластичности, скорости затвердевания и других). Как правило, применяют кремнеземистые, глиноземистые, глиносодержащие добавки и плавиковый шпат.

О химии цемента

Для улучшения свойств цемента в его состав вводят различные оксиды.

  • Оксид алюминия обуславливает огнеупорные свойства цемента. В хорошем цементе обнаруживается 60% оксида алюминия.
  • Оксид кальция отвечает за прочность цемента. По содержанию этого оксида цементы делятся на высокоизвестковые (от 40% оксида кальция) и малоизвестковые (до 40% оксида кальция).
  • Оксид железа содержится в цементе в малом количестве (до 25%), т.к. неблагоприятно влияет на огнеупорность материала.
  • Оксид магния (до 2%)
  • Оксид кремния (до 10%)

Избегают включения в химический состав цемента оксида хрома, снижающего химическую реактивность материала. 

Виды цемента

Рассмотрим классификацию и основные виды цемента. По основному минералу, входящему в состав, цементы делятся на:

  • Портландцемент – самый популярный в строительстве вид, в составе превалирует алит и портландцементный клинкер.
  • Романцемент – на сегодняшний день редкий, не производимый цемент, в составе превалирует белит.
  • Магнезиальный, иначе называемый цементом Сореля, цемент производится из магнезита и замешивается водным раствором различных солей.
  • Глиноземистый цемент – в его составе превалирует Al2O3.
  • Кислотоупорный цемент – производится из кремнефтористого натрия и кварцевого песка, замешивается раствором жидкого стекла.
  • Смешанные цементы получают из вышеперечисленных видов, соединяемых с другими минеральными, вяжущими добавками и шлаками.

По прочностным свойствам выделяют марки цемента. Для градации применяют такой тест: сжимают половинки призматических образцов из раствора цемента с кварцевым песком в пропорции 1:3 размера 40х40х160 мм и измеряют предел прочности такого образца.

Марки прочности цемента – это числа от М100 до М600 с шагом 50 или 100, обозначающие прочность цемента в кг/см2. М100-М300 на сегодняшний день более не производятся. М600 также известен под названием «фортификационный» или «военный» цемент, он особенно ценится за высокие показатели прочности и потому стоит значительно дороже, чем М500. Находит себе применение в строительстве бункеров, ракетных шахт и других объектов оборонного назначения.

Дополнительно по прочности все цементы делят на классы. Класс прочности цемента – это число от 30 до 60, обозначающее прочность при сжатии в МПа. Принадлежность цемента к определенному классу прочности обозначает, что 95 из 100 образцов из этого цемента соответствуют этому классу. На конец 20 века существовало около 30 разновидностей цемента.

В данной статье мы подробным образом рассмотрели, из чего состоит цемент, и выяснили, на что следует обращать особое внимание при выборе цемента для различных строительных работ. Теперь вы все об этом занете.

elhow.ru

Какой состав цемента

Цемент представляет собой основной материал, используемый в сфере строительства. Вещество в виде порошка растворяется жидкостью, в результате чего образуется густая масса. При застывании цемент меняет свой состав и превращается в материал, по прочности напоминающий камень. История цемента насчитывает множество веков. Состав его неоднократно менялся. На данный момент существует несколько его разновидностей.

Считается, что первыми изобретателями цемента стали римляне. Для изготовления строительной смеси они использовали известь, к которой подмешивались в определенных пропорциях вулканический пепел и измельченные затвердевшие отложения.

Многочисленные изучения и эксперименты, проводимые мастерами, привели к тому, что цемент стали делать из особой разновидности извести и глины. Главными свойствами этих компонентов строительного материала являются частичное плавление при нагревании и довольно быстрый процесс «окаменения».

На протяжении нескольких лет существовала такая разновидность цемента, как романцемент, однако на данный момент его производство приостановлено.В зависимости от состава различают несколько разновидностей цемента, каждая из которых применяется для отдельной сферы строительства. Самым распространенным считается портландцемент. Почти на 80% этот цемент состоит из силикатов кальция. Вместо извести при производстве этого материала используется известковый продукт – клинкер. Вторым основным компонентом в данном составе является гипс. Портландцемент изготавливается в сухом или жидком виде. Цемент Сореля – строительный материал, в состав которого входят оксиды и соли магния. Такой цемент применяют преимущественно для изготовления отдельных элементов – ступенек, плит. Именно этот материал используют для производства смесей для заливки полов, абразивных кругов и точильных камней.

Глиноземистый цемент по процессу затвердевания в значительной степени превосходит другие разновидности. Главным компонентом в его составе является клинкер. Отличительная особенность такого цемента – благодаря смешиванию в определенных пропорциях вяжущих веществ со специальными минеральными добавками, получается смесь, которая в процессе затвердевания увеличивает свой основной объем.

Существует несколько разновидностей смешанных цементов, которые изготавливают из компонентов, входящих в состав аналогичных смесей. Главным правилом процесса изготовления такого цемента является соблюдение пропорций.

В состав любого цемента входит специальный противопенный компонент на основе углевода. Это вещество препятствует попаданию воздуха в смесь, чем увеличивает ее прочность и долговечность. Стабилизирующий агент исключает появление пены и превращает цемент в вяжущее искусственное соединение.

Цемент применяется в строительстве не только для изготовления плит и заливки полов, но и в качестве надежного соединителя других строительных материалов. Помимо извести довольно часто при производстве цемента используют другие компоненты карбонатных и глинистых групп – мел, мергель, сланец и лессовидные суглинки. Обязательным элементом в составе любой разновидности цемента являются минеральные добавки.

Отдельным видом цемента считается кислотоупорный материал. Главная его особенность – наличие в составе жидкого стекла и кварцевого песка. Такое вещество имеет повышенные показатели прочности и применяется в основном для строительства ракетных шахт, бункеров или иных объектов оборонного или защитного назначения.

Видео по теме

Распечатать

Какой состав цемента

www.kakprosto.ru

Химический состав цемента

Цемент участвует при постройке практически всех конструкций зданий, он является незаменимым материалом, со временем лишь увеличивающим свою популярность и распространенность.

Из цемента изготавливаются различные виды бетона: тяжелые и легкие, керамзитобетон, ячеистый бетон, фибробетон, полистиролбетон, опилкобетон, декоративный бетон, бетон для фундамента, и даже прозрачный бетон. Свойства цемента определяются его химическим составом.

Химический состав цемента может варьироваться в зависимости от химического состава сырья, из которого происходит изготовление цемента, а также от технологии производства цемента, и этот момент является определяющим фактором качества цемента. Цемент в основном состоит из оксидов железа, магния, алюминия, кремния, кальция. При производстве цемента во время обжига в печи происходят различные химические реакции, благодаря которым и получается цемент. Различные вариации соотношений исходных материалов влияют на свойства цемента и его цвет.

Оксид железа в составе цемента

Оксид железа является очень важным элементом, он оказывает огромное влияние на качество химического состава железа. При содержании в цементе 10% оксидов железа качество цемента наибольшее, ведь при таком количестве оксиды железа оказывают наиболее благоприятное влияние на образование минералов. Но чем больше оксидов железа используется, тем ниже становится качество цемента. Верхней планкой содержания оксида железа в химическом составе цемента является 25%. А при создании жаростойких конструкций оксид железа в составе цемента вообще не используется.

Интересный момент: например, если снизить количество железа в цементе — он станет светлее. Это так называемый белый цемент, который используется в основном в декоративных целях и стоит до трех раз дороже обычного цемента. А повышение содержания железа в химическом составе цемента сделает его серым.

Оксид алюминия в составе цемента

Так же в химический состав цемента, как писалось выше, входит оксид алюминия. У качественных цементов содержания оксида алюминия не должно быть меньше 60%, увеличение количества оксида алюминия повышает огнеупорность цемента.

Оксид кальция в составе цемента

Еще один важнейший оксид — оксид кальция. Оксид кальция содержится практически во всех исходных материалах и используется в любой технологии производства цемента. Этот оксид определяет прочность готового цементного камня. В зависимости от объема оксида кальция, содержащегося в цементе, цемент разделяется на высокоизвестковый и низкоизвестковый. В первом случае содержание оксида кальция более 40%, во втором менее 40%.

Оксиды магния и кремния в цементе

В химический состав цемента в малых количествах входит оксид магния и оксид кремния. Оксид магния эффективен, если его содержание не превышает 2%, содержание в составе цемента оксида кремния не должно превышать 10%.

А вот от оксида хрома вообще производители стараются избавляться, он в любых количествах отрицательно сказывается на возможности цемента вступать в химические реакции.

Применение асбеста

При создании разных строительных материалов с цементом может использоваться асбест. Цемент свяжет асбест и предотвратит появления асбестовой пыли, что сделает строительные материалы абсолютно безопасными для человека.

При этом качество материала существенно улучшится, ведь добавление асбеста помогает выдерживать растяжение, с чем простой бетон справляется не очень хорошо.

goshara.ru

Пропорции (состав) цемента (цементного раствора)

Цемент – один из универсальных материалов, как и песок, применяемых в строительстве, а также ремонте жилых домов и промышленных сооружений. Сегодня сложно себе представить объект, который возводится без его применения, при том довольно часто сами строители используют далеко не готовую фабричную смесь с песком, а ее вариант, приготовленный в домашних условиях.

Для того же чтобы вы также могли такую использовать, давайте разберемся, что входит в состав цемента, на что влияет соотношение в подобном растворе тех или иных продуктов, а также, что надо делать, чтобы подобную смесь с песком приготовить самостоятельно.

Химический состав цемента

Под цементом в строительстве понимают порошкообразный материал, в комбинации с которым вода и песок дают плотную жидкую консистенцию, получают вяжущие свойства, а при затвердевании превращается в камень.

Благодаря таким особенностям данного материала он применяется для создания кладки из кирпича, натурального, а также искусственного камня. Помимо того, цементные смеси очень часто применяют для выравнивания поверхностей, а также создания наличных полов (в комбинации с другими материалами).

Чаще всего для получения готовой смеси добавляют в цемент песок, реже – гравий, после чего получают различные блочные материалы, искусственные камни, особенности которых обусловлены только соотношениями цемента с песком и другими компонентами.

Химический состав компонентов цемента

Состав цемента согласно ГОСТу предусматривает наличие в нем разнородных веществ. В частности, в него входят: клинкер, гипс, песок, различные минеральные добавки, содержание которых, собственно, обеспечивает наличие тех или иных технических характеристик готовой смеси.

Сухое сырье, получаемое на заводах, производителями фасуется в бумажные пакеты емкостью 30-40 килограмм, которые затем выставляются на продажу. Именно в таком виде состав цемента может максимально длительное время сохранять свои исходные свойства, если, конечно, в этот период не попадает на него вода, образуя своего рода молочко, после чего качества его теряются.

По своему составу цемент разделяется на несколько крупных подгрупп, в которые входит:

  • портландцемент с химическими добавками;
  • портландцемент сульфатостойкий без добавок;
  • глиноземистый цемент;
  • шлаковый вид;
  • расширяющийся цемент.

Практически каждый тип материала вместе с песком затребован в большом количестве строительных отраслей благодаря своей невысокой стоимости, практичности в применении и простоте приготовления.

к меню ↑

Какие компоненты дополнительно могут войти в состав цемента?

Помимо уже названных основных составляющих цемента в его состав могут войти и дополнительные добавки, несколько меняющие его свойства. К таким можно отнести:

  1. Активные минеральные добавки. Такие компоненты позволяют сократить количество клинкера, используемого для приготовления сухой смеси, помимо того, они обеспечивают готовому продукту водостойкость.
  2. Добавки-наполнители – материалы, используемые в поправляющем большинстве случаев в недорогих марках бетона с целью сокращения клинкерной части, а значит, снижения производственных затрат. В отличие от активных минеральных, не дают смеси преимуществ по водостойкости, либо же дают изменения столь слабые, что ними легко можно пренебречь.

Цемент готов к использовании

Использование минеральных добавок дает возможность снизить стоимость готового продукта фактически без ухудшения его исходных характеристик. Именно потому такой прием является одним из наиболее популярных как среди производителей различных популярных марок материала, так и среди строительных компаний, нередко заказывающих подобные изделия.

В домашних условиях такие компоненты применяют гораздо реже, поскольку и пропорции цементного раствора такого для замешивания угадать достаточно сложно (особенно, если вы работаете с материалом в первый раз), да и в ходе приготовления они способны создать человеку массу неудобств.

к меню ↑

Как правильно подобрать состав цемента и приготовить материал для строительства своими руками?

Разобравшись с составом данного материала, а также его вариативностью, давайте рассмотрим, как приготовить цемент именно своими руками, который вы сможете применять для строительства практически сразу. Для данной цели вам пригодятся:

  • шлак, высушенный и приготовленный для работы;
  • дополнительный материал;
  • активатор, который позволит вам снизить реактивность полученного раствора.

Данные компоненты нужно смешать в необходимых для получения образцов с нужными техническими характеристиками пропорциях. Обратите внимание: вы можете варьировать соотношение шлака и дополнительного материала, но активатора у вас в данном случае должно быть не более 5% от общего объема смеси.

Схема приготовления бетона

Полученный таким образом материал вы можете расфасовать на те порции, которые вам необходимо развести в дальнейшем для строительства здания на различных стадиях. В дальнейшем же использовать вам их будет достаточно просто. Делать это можно следующим образом:

  1. В специальной емкости соединяете раствор с водой, песком и другими материалами.
  2. Далее надо развести цемент с песком до однородного состояния посредством обыкновенного строительного миксера.
  3. Используете материал, который удалось данным образом развести в нужных вам объемах для получения кладки.

Обратите внимание: готовый ваш раствор с песком по консистенции должен напоминать молочко. Не нужно делать его слишком густым – это может негативно отразиться на эксплуатационных характеристиках уже затвердевшей смеси.

При хранении раствора домашнего приготовления нужно соблюдать все те же правила, что и при работе с магазинными образцами. В частности, рекомендуется фасовать их в бумажные пакеты, а также хранить в сухом и прохладном темном месте.

Только так вы получите тот самый стратегический запас домашнего материала, из которого вы сможете приготовить смесь с песком для пола, кладки и других нужд, просто определив вам в текущее время необходимые пропорции, после чего развести их в нужное время не составит труда.

к меню ↑

Что еще нужно помнить об использовании цементной смеси?

Если вы разобрались, как приготовить цемент с песком в домашних условиях и готовы на практике применить собственные знания, вам стоит обратить внимание на некоторые особенности использования готового продукта.

Так первое, что нужно помнить — это то, что уже готовый раствор «молочко», куда были добавлены песок и вода, достаточно быстро сохнет. А это значит, что нет никакого смысла готовить такое вещество впрок, ведь тот материал, который вы в расход не пустите, вам придется попросту выбросить.

Также вам нужно учитывать, что вы можете смешивать свою заготовку с различными минеральными добавками, если хотите увеличить ее количество или же получить молочко с другими техническими характеристиками. Перед этим, однако, внимательно изучите рекомендации по приготовлению смеси, а также нужные пропорции, после чего вы определенно сможете приготовить идеальный продукт по всем характеристикам.

к меню ↑

Описание состава цемента (видео)

popenobloky.ru


Смотрите также