Использование цемента при производстве бетона

Бетон и цемент

• Facebook
• Twitter
• Pinterest
• LinkedIn
• Digg
• Tumblr
• VKontakte
• Reddit
• Blogger
• LiveJournal

Содержание:

Цемент – представляет собой вид искусственного неорганического вяжущего вещества. Основные материалы, при изготовлении которых он используется: бетон и строительный раствор. Процесс производства цемента можно разделить на 3 основных этапа.

На первом этапе – добычи и обработки сырья, выполняются следующие технологические операции:

• осуществляется добыча известняка, глины, гипсового камня;
• производят дробление добытого известняка, сушку, измельчение и перемешивание с глиной в определенной пропорции (известняка – 75%, глины – 25%). Полученная смесь называется «шлам».

Второй этап включает в себя получение клинкера — промежуточного продукта для производства цемента, путем следующих преобразований:

• шлам обжигается в специальной печи, температура обжига составляет примерно 1450 оС;
• в результате термической обработки шлам превращается в клинкер, по виду напоминающий зерна керамзита;
• путем измельчения, клинкер преобразовывают в порошкообразное состояние.

Результатом третьего этапа является получение портландцемента:

• в порошкообразный клинкер добавляется около 5% гипса;
• посредством введения минеральных добавок в порошок, получают цемент нужной марки и вида.

Историческая справка

Технология производства бетона была известна ещё древним шумерам, широко применявшим его 4000-5000 лет назад. Позже технологию переняли вавилоняне, египтяне и прочие цивилизации. Недавно в Сербии обнаружили постройку возрастом 7600 лет, пол которой залит 25-сантиметровым слоем бетона на основе известняка. Древний стройматериал, безусловно, отличается от современного, но принцип остаётся прежним: вяжущий материал посредством воздействия воды скрепляет балластовый наполнитель (песок, камни, солому). После высыхания смесь становится очень прочной.

Спустя тысячелетия древние римляне усовершенствовали технологию. Они обнаружили, что в обилии содержащийся на Апеннинах вулканический материал (туф, пемза, пепел) в сочетании с водой, песком, щебнем после трамбовки и высыхания становится крепким, как камень. В Римской империи из бетона массово строились общественные заведения, акведуки, канализации, частные дома. До сих пор крупнейшим сооружением, купол которого целиком выполнен из неармированного бетона, остаётся Пантеон, возведённый римлянами много веков назад. В определённой степени Великая Китайская стена также напоминает бетонную конструкцию.

После падения Рима, в эпоху Средневековья, технология была утрачена. Только в XVII-XVIII веках начались попытки возродить забытые секреты древних строителей. Джеймс Паркер в 1796 году запатентовал рецепт изготовления «римского цемента» на основе пуццоланов. Параллельно учёные искали альтернативные связующие вещества, которые способны заменить вулканические материалы.

Важный вклад внёс французский инженер-мостостроитель Луи Вика. Он обнаружил, что при смеси известняка и глины получается эффективное связующее вещество. В 1828 году он соорудил мост с применением цемента, а в 1840 году представил общественности доработанный материал – портландцемент, который массово применяется до сих пор.

Производство раствора бетона технология

Исторические знания о производстве бетона относятся к осени 1824 года и связаны с именем Дж. Аспдина — известного английского каменщика, который запатентовал серое вещество, дав ему название «Портландцемент» потому что оттенок похож на скалистые горы серого цвета, находившихся близ местечка Портленд. С тех пор применение бетона во всем мире приобрело широкую популярность в отрасли строительной промышленности. Смеси из бетона производятся по показателям ГОСТа 25192 и различаются по классам, маркам, параметрам назначения. Производство бетона из цемента может отклоняться от ГОСТа на основании индивидуальных рецептур завода-изготовителя, но не противоречить заданным стандартам.

Материалы для производства бетона и рецептура изготовления

Следует учесть, что бетоны классифицируются по составу, способу изготовления. Чаще всего требуется производство тяжелого бетона, применяемого при сооружении фундаментов, несущих и пролетных элементов конструкций, колонн, балок.

Базовое сырье для тяжелого бетона:

1. Цемент. Является основным компонентом, составляющим бетонную смесь. Имеет вид серого вещества с известняком в составе, который при поглощении влаги кристаллизуется, затвердевая . Марка цемента определяется проектом. Берут три части по объему .
2. Крупный заполнитель. Представляет собой гравий либо щебень. Допускается в общей массе взятой каменной крошки до 25-40% крупнозернистого песка. Лучше всего, если крупный заполнитель имеет острые сколы, без окатанных гладких поверхностей (что значительно ухудшает связь с цементным раствором). Щебенка добывается путем измельчения горных пород твердого типа. В изготовлении бетона применяется гранитная горная порода. Щебень из гранита качественный, стойкий к морозам и перепадам температур, имеет высокие показатели плотности и прочности при производственном сжимании. Добавляют в смесь 5 частей по объему .
3. Песок строительный или карьерный. Размер песчинок колеблется от 0,65 мм до 2,5 мм. Сферы употребления песка из карьеров неограничены. В строительстве применяется как в кладке, так и в штукатурных работах, а также, при изготовлении всех видов бетона. Нужно взять 3 меры .
4. Вода. Важно, чтобы этот компонент был очищен от посторонних примесей. Исходный показатель воды на определенное количество смеси определить однозначно не представляется возможным, так как изначальная влажность песка, щебенки и потребность во влаге самого цемента в порошке неизвестна. Объемную часть воды определяют в процессе замешивания после того, как смесь из песка, щебня, цемента будет тщательно вымешана .

Приблизительные объемы составляющих для приготовления бетона при заливке не несущих элементов внутри помещения (в целях экономии средств при строительстве):

• Цемент сухой М400 3 меры;
• Песок строительный 5 мер;
• Щебенка 8 мер.

В сфере частного строительства предпочтительно использовать щебень, имеющий фракцию в 5:20 мм. Щебенка состоит из горных пород естественного происхождения, соединенного с дробленным речным гравием. Допустимо использовать искусственную щебенку, керамзит, шлаки, но здесь стоит учесть, что качественные характеристики таких компонентов в бетоне будут значительно ниже.

Вцелом процесс производства бетона сводится к:

• Точному определению объемов смешиваемых компонентов
• Тщательному смешиванию составляющих до однородной массы
• Добавлению воды до консистенции густой сметаны, когда готовый раствор легко «выливать», при этом он должен заполнять все пустоты, не образуя воздушных пустот. Излишек воды также плох, как и недостаток: это приведет к усадке и растрескиванию готовых изделий, некачественным прочностным показателям.

В таких соотношениях и пропорциях сухой цемент является высокозатратным элементом в производстве. Чтобы получить бетонную смесь с хорошими показателями износостойкости, нужно заправлять смесь цементом хорошего качества, прочности. Удачным соотношением «Портландцемента» к наполняющей составляющей при наружном применении станут пропорции ближе к 2, но чаще всего используют соотношение 1:3.

Для многоэтажного, гражданского, частного строительства обязательно определяется проектом марка бетона, его прочностные характеристики, рассчитывается состав бетона. Не стоит менять его рецептуру, желая сэкономить: так значительно снижается его прочность, что скажется на сроке службы и безопасности будущего здания.

Требования к заполнителям для бетонов

Крупные заполнители

В качестве заполнителя крупных фракций, при производстве тяжелых бетонов может использоваться щебень из горных пород, имеющий плотность 2,0–2,8 г/см 3 по ГОСТ 8267, щебень из доменных металлургических шлаков по ГОСТ 5578, также заполнитель из шлаков ТЭС по ГОСТ 26644.

Крупные заполнители для бетонов, в зависимости от предъявляемых требований к конечному продукту, подбираются по следующим параметрам:

• наибольшая крупность фракции и зерновой состав, нормируется с учетом густоты армирования;
• наличие глинистых и пылевидных примесей, не должно по массе быть больше 2% для бетона В22,5 и 3% для марки бетона В20;
• форме, наличие иглообразных и пластинчатых зерен по массе не должно быть больше 35%;
• морозостойкости, морозостойкость заполнителя должна соответствовать марке бетона;
• содержанию частиц слабых пород, по массе таких частиц должно быть не больше 5%;
• радиационно-гигиеническим показателям.

Мелкие заполнители

В качестве мелкого заполнителя для бетона могут использоваться природный песок, отсев, получаемый при дроблении горных пород. Такие пески должны иметь плотность 2,0–2,8 г/см 3 и соответствовать требованиям ГОСТа 8736. Также могут использоваться золошлаковые смеси ГОСТ 25592, песок из металлургических шлаков ГОСТ 5578.

Мелкий заполнитель для бетонов подбирается по составу зерен, наличию глинистых и пылевидных частиц, радиационно-гигиеническим показателям, петрографическому составу. Также учитывается коэффициент водопоглощения, плотность, прочность исходного материала на сжатие.

Цена: 750 руб.

На Вашем сайте написано «. потребность в цементе уменьшается на 70%. «. То есть применяя гидродинамический генератор вместо 100 кг цемента используем 30 кг. (цифры условные и даны для иллюстрации примера)

Вы же пишите о неком «. КПД 70%. «. Что это за КПД? КПД гидродинамического генератора? Или некое КПД цемента? О чем Вы хотите сказать?

Кстати, то что написано на Вашем сайте «Вода и цемент, введенные в смеситель в количествах, соответствующие принятому для данного бетона водо/цементному соотношению, подвергаются интенсивному ультразвуковому воздействию с помощью гидродинамического генератора.» вообще не подразумевает введение инертных и, как следствие, какого-либо воздействия не них. И никогда Вы не получите такого эффекта, как от применения микрокремнезёма. Так что «принцип тот же», да вот, мягко говоря, «эфффект не тот».

И ещё, в моем первом ответе Вы не услышали, а я намеренно не акцентировал Ваше внимание на тонких моментах, надеясь получить более развернутый ответ по применению Вашего гидродинамического генератора в реальном производстве. Но такого ответа ни я, ни кто из участников этой конференции не услышал от Вас. То, что Вы предлагаете, напрямую не работает. Точнее работает, но с заведомо худшими характеристиками.

И по цифрам. Не надо никакой «конкретной рецептуры». Возьмите СНиП и покажите в цифрах эффективность применения Вашего активатора в 7-ми суточной, 28-ми суточной и годовой прочности на типовых рецептурах. А так же эффективность при вводе, например ниткала, в отличии от традиционного ввода.

Особенности известнякового бетона

Один из основных компонентов для изготовления известнякового бетона – это щебень из известняка. Материал добывается из остаточных пород, сформированных отложениями скелетов и ракушек животных, преимущественно в местах, где ранее находились моря.

Ввиду невысокой прочности известняка, бетонные смеси на его основе также уступают по прочностным характеристикам гранитным составам. Однако у них есть и преимущества:

• Безопасность. Для производства применяется натуральное и экологически чистое сырье. Радиационный фон отсутствует, что также влияет на безопасность для людей.
• Устойчивость. Известняковый бетон хорошо выдерживает низкие температуры среды и температурные перепады. Стойкость к влаге тоже на достаточно высоком уровне.
• Доступность. Стоимость такого раствора заметно ниже по сравнению со смесями на основе гранитного щебня. Отличный выбор, когда проект позволяет сэкономить.
• Универсальность. Стройматериал применяется в ландшафтном дизайне, для постройки капитальных и дорожных объектов, дренажных систем, ограждений.

Перечисленными достоинствами объясняется распространенность продукции завода в различных отраслях строительства.

Что такое цементобетон?

В роли вяжущего компонента в составе цементобетона выступает цемент, который образует при смешивании с водой пластичную массу, застывающую в прочный каменный конгломерат. Наибольшую популярность в строительстве получил портландцемент, отличающийся оптимальным соотношением прочностных свойств и себестоимости.

Технические требования документа нормируют параметры цементобетона и его ближайших аналогов. ГОСТом устанавливаются основные принципы классификации бетонов по физико-химическим и эксплуатационным характеристикам. Качество готовых к применению жидких бетонных смесей, транспортирующихся к месту строительства, регулирует ГОСТ 7473-2010.

Более подробно о понятии и основных свойствах цементобетона расскажет следующее видео:

Необходимость известняка

Цемент при затвердевании преобразуется в камень, но камень не чрезвычайно крепкий, склонный к деформациям, с большой усадкой до 2 мм. Величина, естественно, маленькая, но ввиду невозможности контролировать равномерность усадочных действий, эти 2 мм вызывают внутреннее напряжение и микротрещины, снижающие долговечность и крепкость цементного камня. Потому, во избежание обрисованных выше угроз, в состав добавляют заполнители: большие (гранит, гравий) и маленькие (песок).

Они призваны сделать структурный основа для снятия усадочных напряжений, прирастить модуль упругости консистенции и ее крепкость, понизить деформацию конструкций, уменьшить ползучесть. Не считая того, песок, гранит и гравий удешевляют бетон. Все заполнители лучше применять промытые и очищенные от примесей, которые могут плохо воздействовать на крепкость конструкций. Для изготовления консистенции для вас пригодятся:

Известняковый обширно применяется в строительстве для производства железобетонных плит, перекрытий, базовых блоков, ригелей и колонн. Для раствора лучше подходят заполнители средней фракции. Особо маленькие камешки лучше применять для наполнения полостей, а большие фракции повысят крепкость схватывания. Огромное значение имеет и форма щебня: кубовидная, пластинчатая и игольчатая. 1-ая форма содействует повышению межзерновой густотности в растворе, состав с ней наиболее крепкий. Для хорошей схватываемости и прочности лучше, чтоб в щебне либо гравии было менее 15% по массе игольчатых и пластинчатых камешков. В растворе может находиться несколько фракций гранита либо гравия. Основное – отлично их перемешать и умеренно распределить по консистенции.