Несмотря на то, что чаще всего при проведении ремонтно-строительных работ используется цемент заводского производства, довольно часто встает вопрос о его самостоятельном изготовлении. Чаще всего сделать цемент своими руками – более удобное и выгодное решение, чем приобретение уже готового материала. Существует несколько методик, как сделать цемент своими руками правильно.
Виды цемента подразделяются по наличию основного минерала
- В романцементе преобладает белит. В настоящее время он не выпускается.
- В портландцементе преобладает алит. Он чаще всего применяется при проведении строительных работ.
- В глиноземистом цементе преобладают алюминатные фазы.
- Магнезиальный цемент изготавливается на основе магнезита.
- К смешанным цементам относятся цементы, которые получаются путем смешивания различных видов цементов с минеральными добавками, шлаками и воздушными вяжущими.
- Кислотоупорный цемент изготавливается на основе гидросиликата натрия.
Чаще всего под цементом подразумевают портландцемент и различные цементы на основе портландцементного клинкера. По прочности цемент разделяют на марки, которые определяются пределом прочности при сжатии. По прочности цемент подразделяется и на классы. Класс цемента выражается в числах от 30 до 60.
Вернуться к оглавлению
Инструменты и материалы, необходимые, чтобы правильно сделать цемент
Чаще всего цемент изготавливается на цементных заводах. Для изготовления цемента и цементных смесей в домашних условиях понадобятся следующие инструменты и материалы:
- емкости для материалов;
- емкость, в которой будут смешиваться компоненты;
- лопата для подачи материалов;
- строительный миксер или дрель с насадкой;
- песок, известь, шлак и другие материалы (выбираются в зависимости от рецепта приготовления цемента).
Вернуться к оглавлению
Свойства и состав цемента
Цемент является неорганическим искусственным вяжущим веществом, которое используется чаще всего в качестве строительного материала.
График отношения воды к цементу для цементов разных марок. Марки цемента обозначены над кривыми.
При затворении водными растворами солей, водой и прочими жидкостями он образует пластичную массу, которая спустя некоторое время затвердевает и образует камневидное тело. Цемент используется для приготовления строительных растворов и для , имеет свойство набирать прочность во влажных условиях, чем существенно отличается от прочих минеральных вяжущих, которые твердеют исключительно на воздухе.
Во время строительства необходимы такие материалы, как панель, блок, кирпич. Чтобы возводимая конструкция была прочной, необходимо связать строительные материалы так, чтобы в результате получилась монолитная система. Чтобы это осуществить, используют портландцемент. Его прочность определяется коэффициентом прочности при сжимании или изгибании состава, в основе которого состоят в соотношении 1:3. Около месяца этот раствор содержится в условиях особого режима влажности и температуры. Существуют разновидности данного цемента, которые отвечают различным эксплуатационным требованиям. К примеру, повышенная стойкость к воздействию влаги.
Вернуться к оглавлению
Как правильно сделать цемент?
Любой состав, который используется для строительства, включает в себя воду, песок, выступающий в качестве заполнителя, и вяжущие вещества: гипсовый порошок, известка, цемент. Сделать состав самостоятельно очень просто. Для этого сухой песок или известь смешивают с сухим цементом, при этом песка должно быть от 2 до 5 частей. В некоторых случаях замешивают 1 часть цемента с 2-мя частями известки и добавляют 9 частей песка. Эта смесь используется при возведении стен и фундаментов, при проведении внутренних и внешних штукатурных работ, при устройстве стяжки на полу и т.д. Песок, который используется для приготовления раствора, должен обязательно быть чистым. Для этого его просеивают сквозь специальное сито.
При замешивании раствора важно правильно подобрать пропорции компонентов. Они выбираются в зависимости от целей, для которых будет использоваться смесь. Для создания фундаментов делается замес песка и цемента в соотношении 2:1 или 1:1, при выполнении штукатурных работ – 6:1, кладочных – 3:1. На качество смеси оказывает влияние содержание жидкости в составе – оно не должно превышать 65%. Такое количество воды придаст раствору пластичность и гибкость, облегчая строительные работы и положительно влияя на долговечность создаваемой конструкции.
Чтобы соблюсти нормы, при изготовлении раствора используют только теплую воду. Ее аккуратно заливают в заранее смешанные компоненты, а после тщательно перемешивают весь раствор. Большое значение играет однородность изготовленной смеси. Чтобы ее обеспечить, необходимо уделить особое внимание качеству используемого песка. Ни в коем случае нельзя использовать заиленный или речной песок. Если используется гравий, то его нужно предварительно хорошо промыть и просушить.
Цемент и песок добавляют в емкость небольшими порциями, даже если необходим небольшой объем смеси. Смешивать компоненты лучше всего при помощи миксера или обычной дрели со специальной насадкой. Использовать раствор необходимо в течение 30 минут с момента приготовления. По истечении получаса начинаются необратимые процессы затвердевания.
Качество материала тоже имеет большое значение – неправильное хранение цемента или применение некачественного песка могут свести к нулю все усилия. Цемент следует хранить при низкой влажности в теплом месте. Осуществляя покупку, обязательно обратите внимание на условия, при которых хранился цемент. Если условия были ненадлежащими, то вязкость готовых смесей будет значительно занижена, соответственно, прочность готовой конструкции тоже.
Приготовление смеси для оштукатуривания или кладки является одним из технологически сложных и трудоемких видов строительных работ. Лишь доскональное соблюдение всех пропорций и надлежащее качество используемого материала гарантирует положительный результат. Необходимо знать, что кладка и штукатурка предполагают ряд определенных условий для отвердевания.
Вернуться к оглавлению
Как сделать цемент так, чтобы он не растрескивался?
Для предотвращения растрескивания цемента и-за воздействия минусовых температур используется обычный раствор соды. Ведущий инженер из Австрии доказал эффективность этого. При проведении опыта раствор соды добавлялся в готовый цемент так, чтобы на 1 л цементной смеси приходился 1 кг соды, которая была разбавлена в 3 л воды. Полученную смесь выдерживали 15 часов при температуре -32°, а после сушили около 3 ч. В итоге цемент совсем не изменил своих свойств. Специалисты сделали вывод, что, добавляя в портландцемент соду, можно гарантировать очень хорошую морозоустойчивость применяемого цемента.
Вернуться к оглавлению
Как правильно сделать цемент для различных нужд?
Глиноземистый цемент быстро затвердевает.
Как правильно сделать цемент, чтобы, например, склеить металл и стекло? Этот вопрос сложный лишь на первый взгляд. Следуя рекомендациям, вы без труда сможете изготовить цемент не только для строительных нужд, но и для решения различных бытовых задач.
Существуют технологии приготовления составов с особыми свойствами. К примеру, состав на основе едкой извести используется для заделки полов в комнатах (известь на водной основе смешивают с водой и золой до получения вязкой кашицы), ремонта железных изделий (готовится смесь с добавлением толченого графита, извести, бланфикса и лака). Замазка для печей готовится с добавлением графита песка, извести, костного угля и крови быка.
Лучшим цементом считается цемент, который изготовлен из порошка свинцового глета, который просушивается в печи и смешивается с глицерином. Такой раствор по всем прочностным характеристикам превосходит портландский сорт. Помимо всего прочего, он не боится высоких температур, влаги, не образует трещин, имеет уникальную способность склеивать любые материалы.
Существует еще китайский способ изготовления цемента, с помощью которого можно склеить мрамор, кожу, фарфор, фаянс и многое другое. Чтобы его приготовить, в состав добавляется 54 порции извести, 6 порций квасцов и 40 порций взбитой свежей животной крови. Состав тщательно перемешивается. В жидком виде такой цемент можно использовать в качестве водонепроницаемой краски.
Своими руками можно изготовить и цемент для склеивания минералов. Для этого следует 6 порций мастики на основе свинца добавить в растопленный белый воск. Необходимый цвет можно придать путем добавления в процессе приготовления в состав небольшого количества краски.
Чтобы зацементировать камни или плиты, используют следующий состав: 1 порцию смолы и серы, растворенную предварительно в различных емкостях, соединяют, а после добавляют туда 3 порции свинцового глета и 2 порции размолотого песка. Камни и сухие плиты смазывают олифой, а после этого готовой смесью заливают промежутки и трещины. Это покрытие очень хорошо защитит камень от перепадов температур и осадков.
Цемент, который склеит стекло, также можно сделать самостоятельно. Для этого 1 порцию извести нужно растереть с 2,5 порции яичного белка, добавить 1 порцию воды и 5,5 порции гипса. Полученную смесь тщательно перемешивают и сразу наносят на склеиваемую поверхность. Можно воспользоваться и другим рецептом: на небольшом огне растворяют 10 порций желатина, соединяют с 15 порциями уксусной эссенции, а после добавляют в состав 5 порций аммония двухромовокислого.
Очень трудно иногда бывает наклеить стекло на поверхность, сделанную из металла. Для этих целей пригодится следующий рецепт приготовления цемента: 125 г порошкообразной канифоли, 75 г сурика железного, 36 г белого воска смешивается и нагревается на небольшом огне, после образования жидкости смесь снимается с огня и в нее добавляется 18 г качественного скипидара. Смесь перемешивается деревянной ложкой и остужается. Для этих же целей можно смешать 1 порцию воска и 10 порций смолы, расплавить на огне и тщательно перемешать. Такая смесь без проблем приклеит стекло на металлическую поверхность.
Существует несложный способ для приготовления цемента, который склеит разбитые янтарные вещи. Для этого готовят слабый раствор едкого калия, смачивают им поверхность янтаря, которую необходимо склеить, и затем, слегка подогрев, с усилием необходимо прижать друг к другу сломанные части. Склеивание происходит столь прочно, что в местах склейки не остается ни малейшего следа.
Как видите, знания по изготовлению цемента в домашних условиях, помогут вам решить множество бытовых задач. Следует помнить, что на качество цемента и изготовленных из цемента конструкций повлияют условия хранения материалов, свойства исходных компонентов и правильный замес раствора.
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:
- Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
- 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:
- Известь (оксид кальция, CaO) - 60%.
- Кремниевый диоксид (SiO2) - 20%.
- Алюминий (глинозем, Al2O3) - 4%.
- Гипс и оксиды железа (Fe2O3) - 2%.
- Магния оксид (MgO) - 1%.
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:
- Гипс (CaSO42H2O), регулирующий сроки схватывания.
- Корректирующие добавки (до 15-20%), улучшающие определенные свойства цемента: пластификаторы, присадки и пр.).
В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:
- Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
- 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.
Среди карбонатных пород для производства цемента используются:
- Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
- Мел - разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
- Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
- Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.
К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:
- Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
- Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
- Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
- 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:
- железо,
- кремнбелитовый
- плавиковый шпат,
- апатиты,
- глинозем.
Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:
- пиритные огарки;
- пыль из доменных печей;
- белитовый шлам;
- минерализаторы.
Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:
- - обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
- - позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
- и - гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
- - увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
- - многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
- - 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:
- 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%.
- 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.
- 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:
- Исходное сырье подвергают дроблению.
- Просушивают его до определенного уровня влажности.
- Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
- 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:
- Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
- Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
- 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:
- Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
- Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
- Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
- 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:
- AalborgWhite (Дания).
- Cimsa/Adana (Турция).
- «Холсим» (Словакия).
В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:
- Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
- Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
- Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница - это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.
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:
- для добычи исходного сырья;
- для транспортировки сырья на место производства;
- печь для обжига;
- шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
- 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:
- доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
- 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:
- Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости - 1 кг серы.
- Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
- Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
- Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
- 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:
- минеральные,
- гипс,
- соли,
- 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
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:
- М50 или М100 - для штукатурных работ;
- М50 или М100 - для возведения кирпичной кладки;
- М100 или М200 - для стяжки пола;
- М200 или М300 - для фундаментов и оснований.
Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.
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.
4 / 5 ( 2 votes )
Сложно найти человека, который не знаком с таким востребованным строительным материалом, как цемент. Ни одна стадия возведения объекта, начиная с закладки фундамента и заканчивая отделочными работами, не обходится без применения этого вяжущего вещества. При промышленном и гражданском строительстве используются кирпич, фундаментные блоки, стеновые панели. Но как добиться того, чтобы эти составляющие образовали единую конструкцию, прочную, долговечную. Вот тут на помощь приходит цемент. На сегодняшний день – это единственное вещество, способное создать из любого набора материалов монолитное изделие, которое на протяжении десятков и сотен лет только увеличивает прочностные характеристики.
Но какой процент людей задавался вопросом, из чего получают цемент, какие компоненты делают этот материал незаменимым? Наверно, немногие. Попробуем вкратце разобраться с этим вопросом, опишем, как происходит изготовление цемента.
Общие сведения
Цемент относится к неорганическим веществам. Вяжущие свойства он приобретает при взаимодействии с водой или водными растворами солей. Отметим, что это единственный вяжущий материал, который повышает прочностные характеристики при влажных условиях. В этом его отличие от гипса, который твердеет на воздухе.
Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента
Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:
- Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
- Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
- Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
- Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.
Структура
Изготовление цемента осуществляется на базе следующих компонентов:
- клинкера, основа которого – глина и известняк. Клинкер определяет прочность материала, производится при обжиге глиносодержащего и известнякового сырья. При нагреве плавится, образуя гранулированный состав с повышенной концентрацией кремнезёма, измельчается, повторно подвергается обжигу;
Цемент изготавливают на заводах, в промышленных масштабах
- гипса, влияющего на продолжительность процесса твердения цементного состава. Вводится, согласно рецептуре, как камни или готовый порошок, концентрация которого не превышает 5%;
- модифицирующих добавок, расширяющих область использования материала за счет приобретения специальных эксплуатационных свойств.
Используемое сырье
Массовое производство материала осуществляется на специализированных предприятиях. Можно попытаться изготовить цемент самостоятельно, так сказать, для личных нужд. Но работа эта неблагодарная, требующая специальных знаний технологии производства, точного соблюдения пропорций, чего сложно добиться в домашних условиях.
Лучше воспользоваться продуктом, изготовленным под наблюдением специалистов на высокопроизводительном оборудовании. Для изготовления цементного состава необходимы следующие специальные компоненты:
- природное карбонатное сырье (известняк-ракушечник, известковый туф, мел). Доля в суммарном объеме продукта составляет 74-82%. Структура исходного материала определяет степень эффективности взаимодействия используемых ингредиентов при обжиге;
- глинистые породы (глинистый сланец, суглинки, лесс). Процентное содержание глиносодержащей породы составляет 26-18%.
Для производства цемента применяют:смесь из известняка и глины – клинкер
Специальные добавки
При изготовлении применяются и другие компоненты (соли, окислы кальция, магния, фосфора), но их концентрация незначительна. Добавки вносятся для получения каких-либо определенных свойств – жаропрочности, кислотоустойчивости и пр. Чтобы получить возможность регулировать время схватывания цементного раствора, при изготовлении добавляют гипс.
Изготавливают материал с обязательным введением специальных добавок, повышающих эксплуатационные характеристики состава. Технология производства предусматривает применение следующих корректирующих компонентов:
- Добавок на базе ископаемого сырья с высокой концентрацией глинозема.
- Улучшителей, содержащих кремнезем.
- Ингредиентов, полученных из глинистых пород.
- Компонентов, полученных из апатитов и плавикового шпата.
Отправим материал вам на e-mail
Цемент − один из самых распространённых строительных материалов. Он используется как в качестве компонента для приготовления растворов, так и в виде самостоятельного продукта. Используется как связующий материал, который при взаимодействии с водой образует пластичную массу, а затем при высыхании становится твёрдым камневидным. Поговорим о том, из чего делают цемент на производстве.
Цемент − самый востребованный продукт, используемый в строительстве
Данная продукция используется одинаково широко по всему земному шару. Строители в Древнем Риме уже умели изготавливать растворы, которые обладали гидравлическими свойствами. Сегодня мировые разработки шагнули далеко вперёд. Человечество научилось создавать продукт, способный твердеть не только в сухих условиях на воздухе, но и во влажных.
Сегодня лидерами производства считаются такие страны, как Китай, США и Индия. Причём Китай производит в несколько раз больше продукции, чем два других лидера вместе взятые, темпы строительства в Поднебесной также крайне высоки. Заводы по производству продукции возводят в непосредственной близости к точкам добычи сырья, чтобы на его себестоимость не влияла цена доставки компонентов.
Так из чего делают цемент? Состав его может незначительно отличаться в зависимости от типа. Для примера возьмём наиболее популярный вид цемента − портландцемент, который более всего востребован в строительстве. В его состав входят:
- оксид кальция (CaO) −минимум 62%;
- диоксид кремния (SiO 2) −минимум 20%;
- глинозём (Аl 2 O 3) − минимум 4%;
- оксид железа (Fe 2 O 3) −минимум 2%;
- магния оксид (MgO) −минимум 1%.
Дополнительно к нему подмешиваются добавки. Химическая формула цемента не определена, поскольку существуют различные виды и марки продукта. Для производителя и потребителя гораздо более важную информацию дают показатели минералогического состава.
Этапы производства и нормативная документация
Пришло время узнать, как получают цемент. Нужно отметить, что данное производство относится к категории сложных. Технически оно представляет собой процесс смешивания клинкера и гипса.
Производственный процесс можно разделить на два основных этапа:
- получение клинкера;
- измельчение основного вещества и введение добавок.
Цемент получают одним из способов:
- сухим;
- мокрым;
- комбинированием обоих.
Выбор технологии напрямую зависит от качества сырья. На всех этапах производства лаборатория определяет характеристики будущей продукции, согласно установленным нормам. В России действует система ГОСТ. Для каждого типа цемента разработаны свои технические условия, которым он должен соответствовать. Большинство из стандартов были приняты ещё во времена существования Советского Союза. Чаще всего применяются:
- ГОСТ 969-91 (технические условия для глинозёмистой и высокоглинозёмистой продукции);
- ГОСТ 10178-85 (технические условия для портландцемента);
- ГОСТ 30515-97 (общие технические условия);
- ГОСТ 22266-94 (технические условия для сульфатостойкой продукции).
Основные характеристики продукта
Технические характеристики определяются согласно марке продукции. Она обозначается на упаковке в виде цифр с буквой «М» впереди. Фактически число означает прочность при сжатии и является величиной условной.
Обсудим основные характеристики продукта.
| Характеристика | Описание |
|---|---|
| Прочность | Именно это число фигурирует в марке цемента. Испытываемый образец сжимают в течение 28 дней, после чего данные вычислений заносят в документацию. Измеряется прочность в МПа. |
| Зависимость цемента от воды | Плотность самого продукта превосходит плотность воды, отчего различные марки впитывают разное количество жидкости. Очень важно при производстве цементных растворов, какое количество воды требуется для определённой части продукта. Её избыток сделает верхний слой конструкции из цемента непрочной. |
| Фракция готовой продукции | Чем тоньше помол цементных частиц, тем дороже он будет стоить. На производстве тонкость помола определяется путём просеивания частиц через мелкие сита, данная характеристика указывается на упаковке. Однако стоит учитывать при работе, что слишком мелкие частицы (40 мкм) потребуют больше воды при создании раствора. Многие производители смешивают мелкие и крупные фракции для создания идеального продукта. |
| Устойчивость к низким температурам | Погодные условия в некоторых странах довольно суровые. К цементу предъявляются требования устойчивости при многократном замораживании и размораживании. Если строительная конструкция состоит только из цемента и не имеет добавок, после замораживания вода внутри увеличивается в объёме, что постепенно приводит к растрескиванию. |
| Устойчивость к коррозии | Окружающая среда негативно влияет на конструкцию из цемента. Чтобы обеспечить его стойкость к коррозии, вносят в состав полимерные добавки или корректируют минералогический состав путём замены одних компонентов на гидроактивные. |
| Скорость затвердевания | Этот показатель также важен. Производители учитывают его так, чтобы скорость не была стремительной или медленной. Регулируют показатель путём добавления гипса. |
Типы продукции по сфере использования
Прежде чем подойти к вопросу о том, как сделать стандарт цемента, поговорим о тех типах, которые сегодня производятся и используются повсеместно.
| Наименование цемента | Описание | Сфера использования |
|---|---|---|
| Сульфатостойкий | Стоек к химическому воздействию агрессивных сред, изготавливается из дроблёного клинкера, имеет малую степень затвердевания. | Бетонирование подземных, подводных конструкций, массивов, при создании изделий, которые будут эксплуатироваться в сложных погодных условиях. |
| Портландцемент (в том числе и белый) | Не содержит в составе минеральных добавок, застывает как на воздухе, так и в воде. | Для создания монолитных конструкций, декорирования, считается самым популярным типом продукции. |
| Глинозёмный | В состав входит глинозёмистый шлак и гипс, отлично работает в условиях высокой влажности, имеет высокую скорость затвердевания. | Для создания водонепроницаемых конструкций, требующих цемент, стойкий к коррозии. |
| Пуццолановый | Содержит клинкер и активные минеральные добавки. | Используется для создания конструкций подводных и на Крайнем Севере. |
| Пластифицированный | Содержит добавки, делающие цементный раствор мягким и пластичным. | Для создания конструкций с изгибами. |
| Кислотоупорный | Содержит кремнефтористый натрий и кварцевый песок, растворяется жидким кварцевым стеклом, а не водой. | Стоек к агрессивному воздействию кислот. |
| Шлакопортландцемент | На четверть состоит из гранул шлака. | Применяется для создания массивных конструкций в большом строительстве. |
Многие ошибочно полагают, что б етонная конструкция сама по себе − изделие довольно прочное. Это не так. При воздействии агрессивных сред цементные связи разрушаются, поэтому в строительстве очень важно правильно подобрать тип и марку продукции.
Важно! В подавляющем большинстве случаев под цементом понимают именно портландцементы и другие типы, изготовленные на основе клинкера.
Что такое цементный клинкер
Прежде чем подробно описать технологический процесс, коснёмся основного компонента цемента − клинкера. Этот гранулированный промежуточный продукт получается путём обжига в печи смеси глины и известняка при температуре +1450°C. Известняка требуется 3/4, а глины − 1/4 часть. Их можно заменить схожими по качеству материалами. Известняк − это мел, мергель или другие породы.
В процессе обжига происходит плавление, в результате чего образуются разные по величине гранулы − клинкер. При его помоле и соединении с добавками, преимущественно с гипсом, и получается цемент.
Из чего делают цемент: основное сырьё
Основу любого типа современного продукта составляет минимум компонентов. Все они создаются природой. В основе цемента:
- карбонатные породы;
- глина;
- корректирующие добавки.
Расскажем о каждом из них подробнее.
Карбонатные породы − это мел, мергель, известняк и известняк-ракушечник, туф известковый, мрамор. Все они применяются в производстве цемента, исключение составляет только мрамор. Точное количество компонента определяется путём анализа его свойств и содержания. Порода может содержать гипс, кварц, доломит. Чем больше в её составе присутствует веществ с кристаллической структурой, тем тяжелее она плавится.
Глинистые породы, используемые в производстве цемента, − это глина, суглинок, лесс, монтмориллонит, глинистый сланец. Глина − порода осадочного происхождения с тонкодисперсной структурой. Её основное качество − пластичность при контакте с водой. Также она имеет свойство разбухать.
Для корректировки состава производители вносят добавки, содержащие кремний, железо, глинозём. Для них чаще всего заказывают отходы с других производств, например, пыль из доменных печей или пиритные огарки.
Дополнительно в состав цемента могут входить минерализаторы, шлам белитовый, иные отходы с производств.
Как делают цемент на производстве: три основных способа
Как мы говорили ранее, существует несколько способов изготовить цемент в условиях промышленного предприятия. Три основных метода:
- сухой;
- мокрый;
- комбинированный.
Сухой способ
В зависимости от свойств исходного сырья выбирают схему производства. Сухой способ делится на следующие этапы:
- дробление сырья;
- просушка до определённой влажности;
- помол компонентов после их соединения до получения муки;
- обжиг муки во вращающейся печи;
- охлаждение и отправка на склад.
Такой способ производства считается наиболее выгодным и менее энергозатратным.
Мокрый способ
Данный метод предполагает измельчение компонентов и добавление к ним воды. В итоге получается не мука, а сырьевой шлам. Он попадает в печь на обжиг, а затем − в холодильник. Охлаждённый клинкер перемалывается, и при необходимости вносятся добавки.
Комбинированный способ
В данном случае сначала мокрым способом получают сырьевой шлам, затем он обезвоживается, и получаются гранулы. Они проходят печь, используемую при сухом способе производства. Как правило, целесообразность данного способа исходит из качества исходного сырья и снижения себестоимости конечного продукта.
Любой из методов требует максимально тщательного смешивания сырья и тончайшего помола. Продукт должен получиться однородным. Готовая продукция складируется в цементных силосах, которые представляют собой башни. В них цемент аэрируется, что позволяет ему не слёживаться. Пакуется продукция в бумажные пакеты или не упаковывается, а отправляется навалом.
Как и из чего делают цемент: видео
Предлагаем ознакомиться с видео об этапах производства цемента:
Как сделать цемент в домашних условиях
Можно изготовить цемент своими руками. Однако для этого понадобятся два типа оборудования:
- мельница для измельчения клинкера;
- высокотемпературная печь для обжига.
На выходе получится цемент марок с низкой степенью прочности (не выше М200), в итоге такой продукт можно будет применять только для лёгких бетонных конструкций. Ещё одна проблема: сложность возникнет с выполнением анализов, поэтому качество цемента будет хромать.
Вам понадобится мел и каолин в пропорции 75% и 25%, соответственно. Сырьё измельчается в мельнице до однородного порошка. Оно должно хорошо перемешаться перед тем, как попасть в печь. После обжига вновь производится помол, затем необходимо добавить 5% гипса к полученной смеси. Продукт готов! Вне зависимости от того, купили вы продукт или самостоятельно его произвели, вам понадобится информация о том, как сделать цементный раствор.
Как приготовить цементный раствор
Чтобы начать строительные работы, потребуется приготовить цементный раствор. Каждый мужчина должен знать, как изготавливается смесь. Растворы на основе цемента бывают различного типа, но все они имеют один и тот же основной состав.
Состав цементного раствора
Стандартно для приготовления цементной смеси необходимо три компонента:
- цемент для связки;
- вода;
- наполнитель.
В качестве наполнителя используют песок, гравий, щебень и другие компоненты. Важнейшим правилом при получении является соблюдение пропорций.
| Марка цемента | Марка раствора | |||
|---|---|---|---|---|
| 100 | 75 | 50 | 25 | |
| 200 | - | 1:2,5 | 1:3 | 1:6 |
| 300 | 1:2,5 | 1:3 | 1:4,5 | - |
| 400 | 1:3 | 1:4 | 1:6 | - |
| 500 | 1:4 | 1:5 | - | - |
| 600 | 1:4,5 | 1:6 | - | - |
Статья
К аждая более менее серьёзная стройка ни когда не проходит без использования цемента. Этот популярный строительный материал входит в составы множества других комплексных отделочных материалов. Цемент не добывают в природе, его изготавливают путём высокотемпературного воздействия на отдельные природные составы с последующим измельчением и введением добавок.
Сама по себе технология производства цемента, не является высокотехнологичным процессом и при определённых знаниях сделать цемент можно и своими руками.
Как делают цемент на производстве?
Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для создания цемента могут применяться промышленные отходы, например, шлаки. Само создание цемента состоит из трёх последовательных шагов:
- Изготовление основы. В результате завершения первого шага мы имеем шлам – продукт смеси известняка (три части) и глины (одна часть). Но точная пропорция смеси корректируется от свойств компонентов и изменяется с целью создания конечного продукта с высокими характеристиками;
- Вторым шагом является высокотемпературная обработка шлама при температурах близких к 1500 градусов по Цельсию и дальнейшее измельчение полученной субстанции до порошкообразного состояния;
- Третьим, заключительным шагом становиться добавления в полученную субстанцию гипса от 3 до 7%, а так же других компонентов, для придания дополнительных свойств цементу, например морозоустойчивости.
Дополнительные добавки придают индивидуальные свойства цементу, поэтому можно выделить отдельные виды цемента:
- гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;
- белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;
- расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
- пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
- цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;
- глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.
Производство цемента своими руками
Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.
Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:
- фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
- условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.
С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.
Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.
Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.
Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.
Приготовление цементного раствора
Любой цементный раствор состоит из воды, вяжущего (сам цемент) и заполнителя (чаще всего песок). Соотношение вяжущего и заполнителя зависит от вида выполняемых работ. Так, для штукатурочной смеси можно принять соотношение цемента и песка 1:6, но, например, для кладки кирпичей соотношение вяжущего и заполнителя следует уменьшить как минимум до 1:3.
Если смесь готовится для заливки фундамента, то можно еще снизить содержание заполнителя, в таком случае соотношение вяжущего и наполнителя составляет 1:1 или 1:2. Кроме того в смесь для заливки фундамента часто добавляют щебень.
В строительстве часто используются смеси с добавлением извести или глины, но и в них используется цемент для повышения прочности раствора после твердения.
Также во время приготовления смеси нужно обратить внимание на водоцементное отношение. Конечно, оптимальное соотношение устанавливается для каждого вида смеси, но следует помнить, что чрезмерное содержание воды ухудшает качество раствора после твердения.
Процесс приготовления раствора также имеет некоторые нюансы. Рекомендуется перемешивать вяжущее и заполнитель в сухом виде, и только потом добавлять воду. Также имеет значение в каком порядке компоненты загружаются в емкость. Оптимальным считается послойная загрузка песка и цемента и их равномерное распределение в емкости. При необходимости приготовить большой объем раствора слои песка и цемента можно чередовать несколько раз. Указанные рекомендации облегчат перемешивание смеси и сделают ее более однородной, исключив комковатость.