З чого роблять цементу

З чого роблять цемент: ліквідуємо прогалини у знаннях!

Цемент – невід’ємна і найважливіша частина будь-якого більш-менш серйозного будівництва. Порошкоподібна суміш володіє дивовижною властивістю при зіткненні з водою тверднути до стану суперміцного каменю. З чого роблять цемент, які його види та основні характеристики розглянемо у статті.

Історична довідка: вперше сучасний світ дізнався про цемент на початку 19 століття. Прийшов він до нас з Англії і був запатентований винахідником за прізвищем Аспинд. Вчений довгий час експериментував, змішуючи різні компоненти, намагаючись домогтися більшої міцності кінцевого продукту. Нарешті йому це вдалося – так у 1824 році цемент побачив світ.

1. Опис
2. Склад
3. Види
4. Властивості
5. З чого роблять цемент?
6. Властивості пластифікаторів

Говорячи простою мовою, цемент – це порошок клінкеру з додавання різних пластифікаторів і модифікаторів. Зовні – це сіра сипуча суміш однорідного складу. Якщо розвести водою, вийде пластична сіра маса, яка легко наноситься на поверхні, і з неї можна робити різні конструкції, заливаючи в форми. Після застигання цемент перетворюється, по суті, у камінь – тепер його вже мало що зможе зруйнувати.

Нові можливості для будівництва

Протягом тисячоліть для будівництва будинків використовувався камінь або цегла:

• Створення будь-якої конструкції було складною справою, що вимагала від майстра належного рівня підготовки;
• Будівлі зводилися «на століття», хоч і повільними темпами;
• Вартість будівництва якогось собору могла довести до банкрутства невеликого феодала;
• Ніяких альтернатив, ніби як, не було і не передбачалося.

Люди тягали каміння, обтесували їх, укладали і сподівалися, що кладка простоїть десятиліття, якщо не століття. Або обпалювали цеглу, кілька полегшуючи собі завдання і знижуючи термін експлуатації будівлі. Хоча, до наших днів дійшли давньоєгипетські зразки архітектури, зведені за допомогою цегли. Так що щодо недовговічності можна посперечатися.

А потім з`явився цемент. Сьогодні велика частина багатоповерхових будівель вибудувана саме завдяки бетонних конструкцій і заливання цементу. Чи знайдуть археологи далекого майбутнього якісь сліди цих будівель і нашої цивілізації — питання складне.

Хімічний склад цементу

Сам по собі цемент? не що інше, як порошок. Його створюють на основі клінкеру. У складі можуть міститися різні компоненти і наповнювачі.

Цікавий факт! Коли цементний розчин застигає, його щільність не поступається щільності каменю. Для створення штучного каменю використовується теж цемент.

Гранули клінкеру (основного елемента, з якого створюють цемент) виходять шляхом нагрівання при екстремально високих температурах вапняку і глини

Нагрівання відбувається до показників + 1450 ° C. Структура природних компонентів змінюється, і виходить нова речовина – клінкер. Після цього отримане речовина з’єднують з гіпсом і перемелюють, в результаті і виходить знайомий всім цементний порошок.

«Ось так виглядає хімічний склад готового цементного порошку: 67% оксиду кальцію (СаО), 22% діоксиду кремнію (SiO2), 5% окису алюмінію (Al2О3), 3% оксиду заліза (Fe2O3), 3% інші складові.»

Мокрий спосіб виробництва цементу

Щоб створити цемент різних марок, до підготовленої породі додають залізо, двоокис алюмінію і кремній. Склад і кількість добавок визначається після хімічного дослідження вапняку. Ролер рівномірно перемішує складові цементу, до отримання однорідного порошку без каменів. По завершенню процесу готову суміш направляють на термічну обробку.

Доцільність застосування того чи іншого способу

До недоліків мокрого методики виготовлення відносять в першу чергу великі витрати на паливо. Тому вибір конкретного способу виробництва залежить в першу чергу від того, з чого роблять цемент. Мокру технологію використовують тільки тоді, коли в глині або інших компонентах присутня велика кількість сторонніх домішок або цю сировину має занадто неоднорідний склад.

Для «чистих» ж гірських порід, які не потребують видалення твердих частинок (відмулювання), набагато доцільніше застосовувати сухий спосіб виробництва цементу. Чи не занадто велика вигода в плані економії палива при використанні цієї технології виходить тільки в разі використання дуже вологої сировини. Адже сушити його доводиться дуже довго. Тому для таких гірських порід, навіть відносно чистих, також зазвичай застосовується мокрий спосіб переробки.

Таким чином, вибір методики виготовлення обумовлений в першу чергу рентабельністю підприємства та необхідністю зниження собівартості кінцевого продукту. Або, іншими словами, то, з чого роблять цемент, і визначає технологію його виробництва.

Хімічна основа

Необхідні властивості самого популярного в`яжучого визначає хімічний склад цементу. В результаті технологічної обробки сировини клінкер стає з`єднанням різних хімічних речовин у вигляді чотирьох основних мінералів:

1. Алит — трехкальциевого силікат — становить більшу частину клінкеру — 50-60%. Присутність в молекулярної решітці іонів марганцю, алюмінію і железаопределяет міцність готової розчинної або бетонної суміші, що набирає в плині перших 28 діб.
2. Білить — двухкальціевий силікат — становить 15-30%, і він — основа міцності, що набирає конструкцією в більш пізні терміни.
3. Алюмінатних фаза — трехкальциевого алюмінат — 5-10%. Швидка реакція алюмината з водою і можливе занадто швидке схоплювання вимагають введення гіпсу, що уповільнює цей процес.
4. Феритної фаза — чотирьохкальцієвого алюмоферріт — 5-15%

Змінюючи процентний склад цих фаз, вводячи додаткові компоненти, можна виробляти цемент, склад і властивості якого будуть найкращим чином відповідати конкретної ситуації в ході будівництва.

характеристики міцності

Міцність визначається маркою, яка обчислюється на межі стиснення зразка, випробуваного протягом 28 діб.

При випробуванні різних зразків отримують певні одиниці міцності, вимірюваних в МПа і званих активністю цементу. При цьому визначається його марка. Промисловість випускає на продаж різні марки цементу, від 300 до 600, для особливих потреб 700 і навіть 1000.

Незважаючи на те що може здатися, що головним властивістю для цементу є міцність, це не зовсім так. Всі характеристики і показники цементу однаково важливі.