Для чего нужен цемент

Что такое цемент — свойства, из чего делают

Цемент – это распространенный материал не только в строительстве, но и в декорировании. Из него создают строительные блоки и целые фундаменты, элементы интерьера или сада. Но чаще всего он используется в возведении сооружений. Рассмотрим подробнее этот материал, что это такое и из чего делают цемент.

Что такое цемент — описание и технические характеристики

Сухой цемент выглядит как мелкий порошок, который при перемешивании с жидкостью переходит в пластичную массу. В таком виде материал может принимать любые формы под воздействием человека. После продолжительного контакта с воздухом масса застывает до твердого, каменного состояния.

Смеси принято делить по следующим признакам:

К основным техническим характеристикам материала относят:

История появления и сфера использования

Цемент пришел на смену вяжущим смесям, затвердевающим на воздухе, – гипсу и известняку. Эти материалы обладали низкой водостойкостью и быстро разрушались под воздействием внешних факторов. Прочность воздушных вяжущих веществ пытались повышать, добавляя к ним обожженную глину мелкого помола.

Точно известно, когда изобрели цемент, – в 1824 году. Тогда появился современный портландцемент, названный так из-за английского острова Портланд, состоящего из известняковых пород. После добавления в портландцемент мелких камней, песка и воды раствор можно было применять в качестве бетона. Он хорошо выдерживал нагрузки на сжатие, но плохо работал на растяжение. Через несколько десятилетий начали использовать металлическую арматуру для укрепления конструкций из цемента.

В зависимости от типа добавок и физических свойств цемент применяют в разных сферах:

Некоторые марки раствора используют для проведения аварийных работ в условиях пониженных температур.

Из чего сделан цемент, состав и пропорции сырья

Требования, предъявляемые к физическим и химическим показателям цемента, влияют на состав. Есть четкие пропорции того, из чего состоит цемент – это глина и известняк в соотношении 3:1.

Главные составляющие цемента:

Исходным сырьем при производстве цемента выступают различные горные породы. Это могут быть ископаемые карбонатного типа (мергель, мел, ракушечник, доломитовые породы) или осадочные породы (суглинок, лёсс, глинистый сланец).

Пропорции сырья для получения цемента:

К корректирующим добавкам относится: минерализаторы, железо, белитовый шлам, апатиты, глинозем и пр.

Самый распространенный состав цемента – портландцемент, имеет следующие пропорции: 25% кремниевого диоксида, 60% извести, 10% гипс и оксид железа, 5% глинозем.

Иногда говорят, что бетон – это то же, что цемент, но это неверное утверждение.

Марки цемента, какие бывают, применение

По ГОСТу упаковка смеси должна содержать информацию о нем: наименование, производителя, класс и марку. Марка обозначает предел прочности затвердевшего образца в килограммах на один квадратный сантиметр. Прочность зависит от того, из чего делали цемент.

Смеси с маркировкой М300 используют во время монтажа сооружений без больших нагрузок.

Цемент М400 подойдет для производства железобетонных изделий и малоэтажного строительства.

Марку М500 применяют для строительства многоэтажных объектов и производства ЖБИ повышенной прочности.

Самый прочный вид цемента – М600, используют для возведения мостов и строительства военных объектов.

Маркировка по виду добавок

Марки цемента указаны в ГОСТе 31108-2016. Это последовательность букв и цифр, которая зависит от использованных в ходе производства добавок и целевого назначения смеси.

Первым идет обозначение вида смеси:

После латинских букв А, В и С кириллицей указывается тип присадки:

Следом в маркировке указан класс прочности застывшего материала. Нормальным принято считать набор прочности за 28 дней, хотя проверка также проводится на второй и седьмой день. После этого на 28-й день образец испытывают на специальном станке. Цифры указывают, какое давление в МПа может выдержать материал.

Соответствие класса и марки представлено в таблице:

После цифр могут идти буквы Б, Н или М. Они говорят о том, с какой скоростью затвердеет раствор: быстротвердеющий, нормальнотвердеющий или медленнотвердеющий. Этот показатель зависит от того, из чего была сделана цементная смесь.

Иногда на упаковке также встречается маркировка «СС». Она не относится к современному ГОСТу и говорит о том, что состав сульфатостойкий.

Нередко производители указывают на упаковке устаревший ГОСТ 10178-85. В нем маркировка материала отличается. Чтобы не запутаться, можно воспользоваться таблицей соответствия маркировок.

Что такое цементный клинкер

Клинкер – это материал, возникающий после первого этапа производства цемента. В специальной печи при температуре свыше 1000 градусов обжигают смесь известняка и глины. В результате получают гранулированный полуфабрикат.

Свойства готового клинкера определяются технологией нагрева, методом помола и охлаждения, составом сырья и добавлением присадок.

В клинкере обязательно присутствуют четыре элемента в определенных пропорциях: не менее 52% алита, 14-31% белита, 4-11% алюмината, 5-15% алюмоферрита.

Кроме изготовления цемента, клинкер используют для облицовки искусственных водоемов и печей, украшения фасадов зданий. Его применяют в качестве керамогранита для украшения интерьеров. Материал может выдержать высокую влажность, а также обладает хорошими теплоизоляционными свойствами.

Корректирующие добавки

Для доведения смесей до требуемых химических и физических показателей, при изготовлении цемента используют различные добавки, чтобы скорректировать его состав. Чаще всего их добавляют для получения оптимальной пропорции диоксида кремния и карбоната кальция в клинкере.

Недостаток диоксида кремния компенсируют добавлением в смесь песка или глины с высоким содержанием кремнезема. Для повышения количества диоксида железа добавляют колчеданные огарки.

Известковый компонент обычно не корректируют, так как его содержание в сырье является ключевым фактором использования именно такой извести для производства цемента.

В готовую смесь также добавляют корректирующие вещества, например, пластификаторы. Они повышают качество смеси, ее морозостойкость, улучшают физические свойства. Для этих целей используют апатиты, глинозем, кремнезем, плавиковый шпат.

Корректирующие добавки применяют для снижения стоимости готовых смесей. К ним можно отнести отходы других отраслей промышленности – колошниковую пыль (отделяется в доменных печах), газовые отходы ТЭС, шлаковые отходы цветной и черной металлургии.

Производство цемента, основные этапы изготовления

Процесс изготовления цемента состоит из двух основных этапов: производство клинкера и его перемалывание до вида мелкого порошка. Рассмотрим, как делают непосредственно цемент.

В первую очередь добывают сырье (глина и известняк), доставляют его до места переработки, измельчают и смесь обжигают под воздействием высоких температур.

С целью сокращения затрат на транспортировку, заводы по изготовлению цемента чаще строят недалеко от места добычи сырья.

Существует три способа изготовления цемента:

Сухой способ используется в основном зарубежными странами, тогда как в России производят цемент в основном по мокрому. Сырьем для мокрого выступает мягкая глина и сухой твердый известняк. В начале производства материалы тщательно измельчают (сначала дроблением, а затем помолом). Известняк дробят до частиц размером 8-10 мм. Глину измельчают до размера кусков не более 10 мм в вальцевых дробилках и вымачивают в болтушках, где она достигает влажности 70%.

Измельченная глина попадает в мельницу, где к ней добавляют известняк. Компоненты перемешивают и размалывают. В результате получают шлам влажностью 40%, который погружают в вертикальный бассейн. На этом этапе происходит корректировка состава с помощью добавок и оценка качества шлама. Одобренная смесь перекладывается в горизонтальные накопители, где она ожидает обжига.

В печи для обжига под действием высоких температур шлам расплавляется в клинкер. После охлаждения, его отправляют в дробилки, а затем в мельницы. Туда же досыпают гипс и добавки. Готовый цемент проходит оценку качества, упаковывается и поступает в продажу, или отправляется навалом.

В сухом методе все исходные компоненты – мергель, мел, известняк, глину, уголь – пропускают сквозь сушильный барабан и загружают в мельницу. Измельченные и перемешанные составляющие проходят оценку, и происходит корректировка состава смеси. Далее она поступает в шнеки с целью увлажнения и образования гранул. После этого смесь поступает в печь для изготовления клинкера. Дальше процесс такой же, как и у мокрого метода.

В комбинированном способе сырье подготавливается также, как в мокром. Затем шлам в специальном фильтре обезвоживается до влажности 12-15%. После смесь обжигают в печи, и дальше процесс повторяет мокрый способ.

Теперь известно, как производят этот материал, что входит в его состав. Останется только вычислить, сколько же потребуется цемента по формуле или через специальные онлайн калькуляторы, и можно приступать к необходимым работам.

Из чего делают бетон — состав и пропорции

Технология изготовления газобетонных блоков своими руками

Виды асфальтобетонных смесей и их описание

Технология применения глиноземистого цемента

Источник

Цемент: виды, состав, популярные производители

Цемент – один из тех материалов, который просто незаменим в строительстве. Он активно используется при возведении домов и проведении ремонтов, установке ограждений и осуществлении любых других строительных работ. Везде, где используются строительные смеси, цемент применяется в качестве связующего компонента. Можно с уверенностью сказать, что по своим свойствам цемент уникален, ведь появившись еще во времена Римской империи, этот материал и сегодня не имеет аналогов.

Общие сведения

Цемент (на латыни caementum), переводится как «битый камень» или «щебень». Получают его следующим образом:

В результате на свет появляется искусственно созданный строительный материал, который, взаимодействуя с водой и другими жидкостями, превращается в пластичное вещество, а при затвердевании образует камневидное тело.

Важно! Способность цемента набирать прочность при взаимодействии с жидкостями является уникальной, и это принципиально отличает данный материал от других вяжущих материалов, вроде гипса или воздушной извести, которые затвердевают только на воздухе.

Состав цемента

Нужно заметить, что состав цемента может существенно отличаться, как по странам, так и по регионам в пределах одной страны. Влияет на это наличие минеральных месторождений, поставляющих компоненты для изготовления такого материала. Вот несколько вариантов возможного состава:

Свойства цемента

Различные сочетания компонентов обеспечивают самые разные свойства данного материала. На некоторые из них следует обратить пристальное внимание.

Виды цемента

Благодаря многообразию входящих компонентов производители выпускают самые разные виды цементов, которые отличаются свойствами, а значит, сферой применения. Рассмотрим наиболее востребованные виды:

1. (ПЦ). Это один из самых распространенных видов цемента, который массово используется в частном и промышленном строительстве, а также применяется при проведении отделочных работ. Его можно назвать универсальным материалом. Выпускается такой цемент без добавок (Д0), и может быть следующих марок: М400 и М500, М550, а также М600.

2. Цветной и белый (БЦ). Данные виды отличаются цветом, ведь в них присутствуют органические или минеральные красители. Такая особенность позволяет использовать растворы на основе цемента для декоративной отделки интерьеров и фасадов зданий. К тому же цветной цемент используется при производстве искусственного камня и различных скульптурных композиций.

К его преимуществам можно отнести устойчивость к атмосферным осадкам и воздействию ультрафиолета. Такой цемент даже с годами не разрушается, не выгорает и не желтеет. К тому же застывает он гораздо быстрее портландцемента.

3. Быстротвердеющий (БТЦ). Из названия становится очевидным, что у этого материала самый короткий срок отвердения. Кроме того, он чрезвычайно устойчив к морозам. Такая особенность позволяет проводить строительные работы в сжатые сроки и при отрицательных температурах. Выпускается цемент марками М400 и М500.

4. Расширяющий. Производится с добавлением гипса. Данный материал используют в тех случаях, когда хотят минимизировать возможную усадку будущего строения. Затвердевая и избавляясь от влаги, такой цемент расширяется, чем компенсирует усадку.

5. Напрягающий. Производится с добавлением алюминатов. Наличие этого компонента позволяет получить один из самых прочных и морозоустойчивых цементов с повышенными требованиями к гидроизоляции. Неудивительно, что такой материал идет на изготовление ответственных железобетонных конструкций, например, конструкций мостов и высотных домов.

Кстати, набирая прочность, такой материал расширяется, заполняя все существующие пустоты и стыки, трещины и ниши. Похвастаться такой особенностью может далеко не каждый вид цемента.

6. Глиноземистый (ГЦ). Такой материал отличается повышенной скоростью отвердения, а также высокой твердостью и морозостойкостью. Данный цемент незаменим при аварийных работах в условиях экстремально низких температур.

Кроме того, у глиноземистого цемента имеются два подвида:

— Гипсоглиноземистый цемент – используется для получения безусадочных водонепроницаемых бетонов;

— Высокоглиноземистый цемент – из него получают жаростойкие бетоны, применяемые для работы в среде с повышенными температурами.

7. Водонепроницаемый расширяемый (ВРЦ). Рассматриваемый вид отличается высокой устойчивостью к влаге, а потому успешно используется для возведения бетонных конструкций во влажных условиях, к примеру, фундаментов домов в болотистой местности.

8. Гидрофобный (ГФ). По способности отталкивать влагу гидрофобный цемент превосходит водонепроницаемый в 5 раз. Благодаря этому свойству материал используется для возведения бассейнов и других гидротехнических сооружений, подразумевающих непосредственный контакт с водой.

9. Фосфатный. При изготовлении данного материала в него добавляют ортофосфорную кислоту, а также некоторые оксиды (меди, магния и титана). Наличие таких добавок в разы повышает ударную вязкость цемента, благодаря чему он обретает способность противостоять ударам и может наноситься на металлические поверхности.

10. Сульфатостойкий (СС). Применяется для возведения гидротехнических сооружений, но только тех, которые не контактируют с речными и грунтовыми водами. В продаже можно найти сульфатостойкий цемент марок М400 и М500.

11. Шлаковый (ШПЦ). Добавление шлака позволяет серьезно удешевить материал, но в то же время не допустить ослабления его прочности. Недаром ведь этот цемент применяется для возведения подземных конструкций. К недостаткам таких смесей относят их длительное схватывание и высыхание. Выпускается марками М300, М400 и М500.

12. Тампонажный. Это специфический цемент, который используется в газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Область применения

Цемент – основной компонент цементно-песчаного и бетонного раствора, благодаря чему применяется в следующих конструкциях:

— Строительная промышленность: изготовление монолитных и железобетонных конструкций, необходимых для промышленного строительства зданий и инженерных конструкций (общественные сооружения, многоэтажные дома, мосты, дамбы и т.п.);

— Частное строительство: возведение фундамента частного дома, отделочные работы, строительство ограждений и фундаментов под них;

— Дорожно-промышленное строительство: строительство отбойных сооружений, взлетно-посадочных полос, портовых причалов и т.п.

— Сооружения, работающие в сложных и агрессивных средах: опоры мостов и всевозможные свои, устанавливаемые в среду с повышенным уровнем кислот, в соленой воде или в условиях многократного замораживания/размораживания.

— Добывающая промышленность: укрепление сооружений, а также тампонирование нефтяных и газовых скважин.

Марки цемента

Решив приобрести цемент важно научиться ориентироваться по маркам данного материала.

Прежде всего, римскими цифрами указывается состав входящих компонентов:

— ЦЕМ I – чистый портландцемент, практически не содержащий добавок (не более 5% от всей массы цементного порошка). Этот материал отличается самой высокой скоростью затвердевания, благодаря чему бетон набирает 50% прочности буквально через сутки после заливки. Его рабочая прочность 32,5 МПа.

— ЦЕМ II – портландцемент с наличием добавок от 6 до 35%. Застывает немного медленнее, а все из-за присутствия в составе дополнительных элементов.

— ЦЕМ III – шлакопортландцемент, имеющий нормальную скорость затвердевания и прочность 32,5 МПа. Присутствие добавок в этом материале в районе 35-65% заметно замедляет процесс схватывания смеси, однако наличие доменного гранулированного шлака, компенсирует скорость застывания.

— ЦЕМ IV – пуццолановый цемент. Добавок в нем 21-35%, а значит, он также может похвастаться нормальной скоростью затвердевания. Помимо пуццоланов (П), в его состав включена зола-унос (З) и микрокремнезем (М или МК). По прочности он не уступает другим видам — 32,5 МПа.

— ЦЕМ V – композиционный цемент с хорошей скоростью затвердевания и прочностью равной 32,5 МПа. Из добавок в нем 11-30% доменного шлака, а также 110-30% золы-уноса.

Важно! Присутствие добавок в цементе обозначается буквой Д, а также числом указанным после нее. Например, Д0, Д5 либо Д20.

После указания компонентов в маркировке идет тип присадки:

Затем идут прочностные характеристики материала. Цифрами указывается показатель прочности, которого материал достигает спустя 28 суток после заливки (показатель варьируется от 22,5 до 52,5). Сегодня этот показатель обозначается классом прочности на сжатие, а раньше характеризовался маркой.

Буквой указывается показатель прочности, которого достигает цемент спустя 7 дней после заливки:

• Б — быстротвердеющий;
• Н — нормальнотвердеющий.

Для наглядности приведем пример обозначения цемента по ГОСТ10178-85:

ПЦ 400-Д0-Б ГОСТ10178-85. Это быстротвердеющий портландцемент, не содержащий минеральных добавок и имеющий прочность М400.

Данная маркировка устаревшая, а потому сегодня на мешках с цементом можно заметить другое, современное обозначение по ГОСТ 31108-2003:

Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ31108-2003. Нормальнотвердеющий портландцемент, содержащий 5% добавок и обладающий прочностью в 32,5 МПа (соответствующий марке М400).

Как выбрать качественный цемент

Чтобы приобрести подходящий, а главное, качественный цемент, стоит прислушаться к советам профессионалов. Алгоритм действий должен быть следующим:

1. Определитесь с производителем. Практика показывает, что цемент отечественных марок стоит дешевле. К тому же его производители находятся внутри страны, благодаря чему вернуть некачественный материал становится легче. А вот решив приобрести цемент зарубежной марки, первым делом обратите внимание на срок годности. Из-за высокой стоимости такой товар нередко залеживается на складе, вследствие чего срок годности его проходит. В то же время, качество свежего импортного цемента – превосходное, что отмечают все профессионалы.

2. Оцените срок годности. Даже если срок годности еще не вышел, но мешки с цементом уже стали твердыми, от их покупки стоит отказаться. Дело в том, что срок годности некоторых марок цемента не превышает 2 месяцев. А лежалый цемент стремительно растрачивает свои ценные качества. Особенно следите за товаром, делая оптовую закупку. Нечистые на руку продавцы могут подбрасывать к свежему цементу мешки с лежалым или даже просроченным материалом.

3. Вооружитесь отзывами из интернета. Перед покупкой цемента не лишним будет прочесть отзывы пользователей, которые уже применяли данный материал в строительстве. Высказывания интернет пользователей могут существенно повлиять на ваш выбор.

4. Пощупайте упаковку. Мешок для цемента должен состоять из 3 или 4 слоев. Кроме обозначения цемента и указания фирмы производителя, на него должны быть нанесены контактные данные предприятия, производившего эту продукцию.

5. Разберитесь с маркой цемента. Выбор марки материала не должен вызвать затруднений. Здесь все просто: чем выше марка цемента, тем более прочной получится созданная на его основе конструкция. О скорости отвердения материала скажут буквы Н (нормальнотвердеющий) или Б (быстротвердеющий), на упаковке цемента.

Однако с повышением марки цемента возрастает и его цена. Материал, продающийся не в мешках, а навалом, заметно дешевле, однако такой цемент легче фальсифицировать, а потому приобретая такой материал, вы рискуете столкнуться с некачественным цементом.

Популярные производители цемента

• «Евроцемент груп». Эта отечественная компания является настоящим лидером по производству и продаже цемента на территории России. Да и как иначе, если продукция компании соответствует всем международным стандартам, и при этом может похвастаться одними из самых низких цен. Отзывы говорят о высоком качестве и прекрасной стойкости цемента к низким температурам и воде.

• «Хольцим» (Holcim). Швейцарская компания плотно обосновалась на нашем рынке, не только за счет высокого качества и широкой сферы применения, но и благодаря удивительной белизне продукции. Готовится такой цемент из особого клинкера с минимальным присутствием железа. Единственный недостаток этого производителя в том, что найти в продаже такой цемент довольно затруднительно.

• «Геркулес». Еще одна отечественная марка, которую рекомендовано приобретать для приготовления стяжек. Практика показывает, что такие стяжки быстро застывают и служат десятки лет. А еще у него оригинальный пакет с отверстиями для пальцев, благодаря чему его удобно переносить. Это экологичный высококачественный продукт, но и он не лишен минусов. Цена «Геркулеса» довольно высока, а вот срок годности составляет всего 2 месяца.

• «De Luxe» от ООО «Фаворит». Отличный продукт с выраженными адгезивными свойствами и быстрым застыванием, при довольно привлекательной цене. Однако фасовка такого цемента довольно большая (мешок 50 кг), а работать с таким материалом можно только при температуре выше +5°C.

• «CimSa». Белый цемент от турецкого производителя чаще приобретают при проведении отделочных работ. Особую славу снискал такой цемент марки М600. Он обеспечивает идеально гладкую поверхность, не дает трещин и способен защищать металлические изделия от коррозии. Единственным его недостатком является «кусающаяся» цена.

• «Adana Cemento». Молодая турецкая компании недавно обосновалась в России, но уже завоевала массу поклонников. Цемент этой марки отличается прочностью и выносливостью, имеет высокие эстетические и декоративные свойства, чем даже превосходит установленные мировые стандарты качества. Он хорошо всем, кроме слишком высокой цены.

• «Русеан». Эта фирма одна из старейших производителей строительных материалов в России, а потому давно прислушавшись к запросам покупателей, выпускает простой в работе, но при этом пластичный, крепкий и стойкий к атмосферным воздействиям цемент. Нужно заметить, что цена его чуть выше, чем у других отечественных производителей, но отзывы говоря о том, что переплата того стоит.

Теперь вы точно знаете, какой цемент идеально подойдет для проведения намеченных вами строительных работ. Помните о том, что цемент – это основа, а значит, от правильного выбора зависит долговечность и надежность возводимых вами конструкций.

Источник