Складно знайти людину, яка не знайома з таким затребуваним будівельним матеріалом, як цемент. Жодна стадія зведення об'єкта, починаючи з закладки фундаменту і закінчуючи оздоблювальними роботами, не обходиться без застосування цього в'язкої речовини. При промисловому і цивільному будівництві використовуються цегла, фундаментні блоки, стінові панелі. Але як домогтися того, щоб ці складові утворили єдину конструкцію, міцну, довговічну. Ось тут на допомогу приходить цемент. На сьогоднішній день - це єдина речовина, здатне створити з будь-якого набору матеріалів монолітний виріб, яке протягом десятків і сотень років тільки збільшує характеристики.
Але який відсоток людей задавався питанням, з чого отримують цемент, які компоненти роблять цей матеріал незамінним? Напевно, мало хто. Спробуємо коротко розібратися з цим питанням, опишемо, як відбувається виготовлення цементу.
Загальні відомості
Цемент відноситься до неорганічних речовин. В'язкі властивості він набуває при взаємодії з водою або водними розчинами солей. Відзначимо, що це єдиний в'яжучий матеріал, який підвищує характеристики міцності при вологих умовах. У цьому його відмінність від гіпсу, який твердне на повітрі.
Сьогодні велика частина багатоповерхових будівель збудована саме завдяки бетонних конструкцій і заливання цементу
Так, що ж таке - цемент? Це подрібнене мінеральну сировину зі спеціальними добавками, що модифікують. Залежно від наповнювача, виділимо наступні види:
- Портландцемент. Найбільш широко поширений вид, що включає до 80% силікату кальцію. Сфера застосування не обмежена. Використовується як при основних роботах, так і при оздоблювальних, оскільки можливе додавання барвників, що підвищують декоративні властивості.
- Глиноземистий. Відмінна риса - прискорене твердіння, що дає можливість застосовувати на об'єктах, що вимагають термінової реставрації (ліквідація руйнувань після аварій, пожеж, затоплень).
- Магнезійний. Головний елемент - оксид магнію, який додає міцність, що підвищує адгезійні властивості по відношенню до деревини. До недоліків відноситься підвищена ймовірність корозії, звужує сферу застосування.
- Кислототривкий. В якості наповнювача виступає гідросилікат натрію, який зачиняється рідким склом. Служить основою для кислотостойких бетонів, розчинів. Актуальний при облаштуванні об'єктів хімічної галузі.
Виготовлення цементу здійснюється на базі таких компонентів:
- клінкеру, основа якого - глина і вапняк. Клінкер визначає міцність матеріалу, проводиться при випалюванні гліносодержащего і вапнякового сировини. При нагріванні плавиться, утворюючи гранульований склад з підвищеною концентрацією кремнезему, подрібнюється, повторно піддається випалу;
Цемент виготовляють на заводах, в промислових масштабах
- гіпсу, що впливає на тривалість процесу твердіння цементного складу. Вводиться, відповідно до рецептури, як камені або готовий порошок, концентрація якого не перевищує 5%;
- модифікуючих добавок, які розширюють область використання матеріалу за рахунок придбання спеціальних експлуатаційних властивостей.
сировина
Масове виробництво матеріалу здійснюється на спеціалізованих підприємствах. Можна спробувати виготовити цемент самостійно, так би мовити, для особистих потреб. Але робота ця невдячна, що вимагає спеціальних знань технології виробництва, точного дотримання пропорцій, чого складно домогтися в домашніх умовах.
Краще скористатися продуктом, виготовленим під наглядом фахівців на високопродуктивному обладнанні. Для виготовлення цементного складу необхідні наступні спеціальні компоненти:
Для виробництва цементу застосовують: суміш з вапняку і глини - клінкер
спеціальні добавки
При виготовленні застосовуються і інші компоненти (солі, оксиди кальцію, магнію, фосфору), але їх концентрація незначна. Добавки вносяться для отримання будь-яких певних властивостей - жароміцності, кислотоустойчивости тощо. Щоб отримати можливість регулювати час схоплювання цементного розчину, при виготовленні додають гіпс.
Виготовляють матеріал з обов'язковим запровадженням спеціальних добавок, що підвищують експлуатаційні характеристики складу. Технологія виробництва передбачає застосування наступних коригувальних компонентів:
- Добавок на базі викопного сировини з високою концентрацією глинозему.
- Покращувачів, що містять кремнезем.
- Інгредієнтів, отриманих з глинистих порід.
- Компонентів, отриманих з апатитів і плавиковогошпату.
Введення пластифікаторів, передбачених специфікою технологічного процесу, дозволяє забезпечити такі експлуатаційні характеристики складу:
- здатність чинити опір проникненню води в масив;
- скорочення тривалості затвердіння складу;
- підвищену міцність монолітного масиву;
- стійкість до тривалих, багаторазовим стадіях заморожування з подальшим розморожуванням;
- стійкість до впливу рідких, газоподібних агресивних середовищ;
При замішуванні розчину своїми руками необхідно строго дотримуватися пропорції компонентів і подбати про їх якість
- поліпшену адгезію з арматурою, надійно захищеної бетонним масивом від негативного впливу корозії;
- в'язкість і рухливість бетонного розчину, що полегшують виконання кладки, заливку монолітних конструкцій за рахунок еластичності суміші.
особливості складу
Незалежно від того, за якою технологією виготовляють цемент, клінкер включає наступні інгредієнти:
- Силікати кальцію, які відіграють ключову роль для забезпечення міцності при виготовленні цементних складів. Відповідно до рецептури, застосовують у складі клінкеру Аліто, частка якого становить 50-70%, або білить зі зменшеною до 30% концентрацією.
- Кальцієві алюмінати, швидко реагують з водою, що впливають на процес твердіння цементного складу. Їх кількість становить від 5 до 10% загального обсягу клінкеру.
- Феритні компоненти, у вигляді кальцієвого алюмоферитів, що вводиться в обсязі 10-15% від загальної маси.
- Різні сполуки кальцієвих оксидів, сульфатів лужного типу, концентрація яких незначна.
Концентрація компонентів залежить від специфіки технологічного процесу, виду виробленого матеріалу. Основними складовими при виготовленні цементу є вапнякові, глинисті матеріали, що визначають якість клінкеру, що застосовується в процесі виробництва.
Найбільш складно зробити цемент для кладки каменю і штукатурних робіт
специфіка виробництва
Виготовлення цементу передбачає виконання таких виробничих стадій:
- видобуток сировини, що містить гіпс, глину, вапняк;
- дроблення видобутого вапняку, забезпечення необхідної вологості отриманого продукту;
- подрібнення вапнякової маси, змішування з глиною. Співвідношення вапняку і глини змінюється в залежності від особливостей використовуваного сировини, орієнтовно відповідає пропорції 3: 1. Результат - отримання комбінованого, сухого або мокрого шламу;
- випал сировинної маси при температурі до 1,5 тисячі градусів Цельсія, при якому відбувається спікання шламу. Склад при цьому перетворюється в гранульовану фракцію, яка називається клінкером;
- подрібнення до порошкоподібної фракції клінкеру з використанням спеціальних млинів;
- дозування і змішування інгредієнтів згідно марці майбутнього цементу. Процес змішування передбачає введення до 5% гіпсу і спеціальних мінеральних добавок.
нюанси технології
Залежно від особливостей використовуваного сировини, виготовляють цементний склад за перевіреними технологіями, які передбачають різні способи підготовки вихідних компонентів.
Застосовуваний шлам може бути отриманий таким чином:
- Сухим способом, що значно знижує витрати на виготовлення цементу. Особливістю сухого методу є скорочений цикл виробництва, який об'єднує ряд технологічних стадій. Процес подрібнення і сушки інгредієнтів здійснюється одночасно в спеціальній млині, куди подаються нагріті до високої температури гази. Отримана шихтових фракція представляє порошкоподібний склад необхідної вологості.
- За мокрої технології, згідно з якою крейда застосовується замість вапна. Мел змішується з передбаченими рецептурою компонентами, подрібнюється у вологому середовищі. Результат - отримання шихти, вологість якої становить до 50%. Шихтових маса піддається випалу з наступним подрібненням отриманого клінкеру.
- За комбінованої технології, що об'єднує елементи сухого і мокрого методу. Процес передбачає як зволоження сухого складу, подальше гранулювання, отжиг, так і висушування напівсухого шихтового складу, виробленого мокрим способом.
Виробничі підприємства здійснюють виготовлення цементу з урахуванням особливостей наявного обладнання, близькості до місця видобутку сировини. При цьому враховуються потреби на конкретні марки продукції.
Матеріал статті дає спеціальну інформацію, як і з чого, здійснюється виготовлення цементу, які сировинні матеріали, технологічні рішення використовують при виготовленні. Всі тонкощі знають професіонали, які працюють на підприємствах, що виробляють цемент.