Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Из чего делают цемент видео: химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)

Содержание

химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)

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:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. 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:

  1. Известь (оксид кальция, CaO) – 60%.
  2. Кремниевый диоксид (SiO2) – 20%.
  3. Алюминий (глинозем, Al2O3) – 4%.
  4. Гипс и оксиды железа (Fe2O3) – 2%.
  5. 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:

  1. Гипс (CaSO42h3O), регулирующий сроки схватывания.
  2. 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:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. 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.

Советуем изучить подробнее: «Все, что нужно знать о суперпластификаторах, или как уменьшить расход цемента».

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. 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:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – 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:

  1. 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%.
  2. 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.
  3. 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:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. 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:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. 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:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Виды цемента по составу и сфере применения

Видео: что такое шлакопортландцемент

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

  1. минеральные,
  2. гипс,
  3. соли,
  4. 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

Как правильно приготовить цементный раствор

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:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Советуем изучить подробнее: «Что стоит знать при покупке цемента в мешках и как рассчитать количество».

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.

Как сделать цемент? — своими руками, видео, фото

Как сделать цемент (бетон) своими руками?

При любых строительных работах, вы можете столкнуться с вопросом, как сделать цемент своими руками, чтобы он в конечном итоге получился качественным и нужной консистенции. Хотя на самом деле, данный процесс не такой уж и сложный, как может показаться на первый взгляд. Главное – это соблюсти пропорции и просто хорошенько его перемешать. А как самому сделать цемент, мы расскажем ниже.

Цемент: как сделать раствор, особенности процесса

Сам по себе, цемент – это вещество искусственного происхождения, у которого есть вяжущие свойства. Добывают его при измельчении клинкера, гипса и прочих добавок.

Для того, чтобы приготовить раствор, вам понадобится:

цемент. Он выступает в роли основного вяжущего вещества. Приобрести его можно и в компании Росцемент;

песок. Лучше использовать намывной или речной;

вода. Она нужна, чтобы залить сухую смесь;

щебень. Его применяют в качестве наполнителя, если нужен раствор для фундамента.

При этом могут использоваться различные присадки, в частности пластификаторы и отвердители. Также можно посмотреть видео как сделать цемент, для лучшего понимания самого процесса.

В начале, в емкость заливается вода с необходимыми добавками. Согласно требованиям купленной марки (м400 или м500), в необходимых количествах смешивается песок с самим веществом, и вливается вода. Затем все это перемешивается лопатой или строительным миксером.

Если менять пропорции раствора и добавки веществ, то можно сделать для сада множество интересных фигур. Они станут идеальным дополнением, как для маленького участка, так и больших загородных коттеджей. Например, вы сможете сделать вазу из цемента, которая будет стоять у порога. Или же сделать клумбу, которая не потребует постоянного поддержания формы, в отличие от обычных.

Что можно сделать из цемента: варианты для дома и сада

Помимо привычного использования в качестве заливки фундамента, цементный раствор может использоваться для изготовления предметов декора и украшения дач и загородных домов. Например, можно сделать декоративный камень из цемента. Он используется сегодня очень широко в строительстве и отличается приятной фактурой.

Чтобы его изготовить, вам понадобится само вещество, песок и вода, которые необходимо будет развести в пропорции 3:1:1. Далее его заливают в форму и дают застыть.

Наверняка хозяйкам будет интересно, как сделать кашпо из цемента, ведь оно получается не просто красивым, но и долговечным, в отличие от аналоговых. Приготовьте раствор, подберите нужную форму, которая вам по душе и подождите, пока он засохнет. В качестве формы подойдет даже обычная пластиковая бутылка или ведро. Вовнутрь также кладется объект, который бы создал в кашпо емкость. Для этого подойдет обычная жестяная коробка.

Придерживайтесь того же принципа, если вам интересно, как сделать вазон из цемента. Следите, чтобы сама смесь была вязкая как сметана, но не слишком жидкая или густая. По надобности добавьте ингредиентов и снова хорошенько перемешайте.

Чтобы сделать горшок, следуйте вышеуказанным последовательностям. Его можно украсить подручными средствами, разместив на нем аппликацию, или же пошив под него специальный чехол из текстиля. Неплохо смотрится и вязаные украшения.

Если вы хотите просто добавить декорации в сад, то можно сделать шар из цемента. Он выглядит очень эффектно, и часто используется в ландшафтном дизайне. После приготовления смеси, залейте ее в форму. Причем в данном случае, наилучшим решением будет простой резиновый мяч, так как по мере затвердевания бетона, он не порвется.

Так, узнав как сделать цементный раствор своими руками, вы можете не только сэкономить на найме работников, но и сделать свой участок и немного уютнее и оригинальней.

Состав цемента: характеристики и свойства цемента

Цемент – распространенный строительный материал, используемый чаще всего в качестве вяжущего в строительных смесях и растворах. Представляет собой мелкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым или другим оттенком. После взаимодействия с водой цемент и продукты на его основе образуют пластичную массу, которая при твердении трансформируется в искусственный камень.

Сырье для изготовления цемента

Сырьем для производства цемента являются горные породы, добываемые открытым способом:

  • Карбонатные – мел, известняки, известняки-ракушечники, доломит, мергель, туф. В промышленном производстве используются в основном известняки. Точное количество компонента зависит от его свойств и минерального состава. Чем больше в составе породы веществ с кристаллической структурой, тем выше температура плавления.
  • Глинистые – глина, глинистые сланцы, лесс, суглинки, монтмориллонит. Этот компонент осадочного происхождения разбухает при контакте с водой. Цель применения глинистых веществ – повышение пластичности смесей и растворов на базе цементного вяжущего.
  • Добавки. Их перечень определяется в зависимости от свойств, которые необходимо получить. Обычно добавки содержать глинозем, железо, кремний. Для их изготовления используют различные производственные отходы – доменную пыль и другие.

Единой формулы химического состава цемента не существует, так как производители предлагают большое количество разновидностей этого строительного материала с различными эксплуатационными характеристиками.

Наиболее распространен в строительстве портландцемент – без минеральных добавок и с минеральными добавками.

 

Существуют определенные ограничения по минимально допустимым ических соединений, из которых состоит портландцемент:

  • CaO – 62%;
  • SiO2 – 20%;
  • Al2O3– 4%;
  • Fe2O3 – 2%;
  • MgO – 1%.

Химические составы в процентах некоторых типов цементов







Химический состав, % Характеристика
CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Другие оксиды
Портландцемент
63…66 21…24 4…8 2…4 3…5 Нормально твердеющий
Глиноземистый цемент
35…43 5…10 39…47 2…15 1,5…2,5 Быстро твердеющий

Что такое цементный клинкер?

Основной компонент производства цемента – клинкер. Это промежуточный полуфабрикат, получаемый обжигом смеси известняка (мела, мергеля или других пород) в количестве 75% и 25% глины. Сырьевые компоненты плавятся с образованием гранул. Клинкер перемалывают и соединяют с молотыми добавками.

Весь процесс изготовления цементного вяжущего можно условно разделить на 3 этапа:

  • изготовление клинкера обжигом – основной процесс, наиболее затратный и трудоемкий;
  • помол клинкера до образования тонкодисперсного порошка;
  • смешивание клинкерного порошка с порошкообразными добавками.

Изготовление клинкера делится на следующие этапы:

  • доставка сырья для клинкера на цементный завод;
  • измельчение сырьевых компонентов;
  • смешивание компонентов в пропорциях, указанных в техдокументации, для последующего обжига.

Технологии производства цемента

Существует несколько технологий производства цемента.

Конкретный вид производства определяется тем, из чего делают цемент:

  • Мокрый. Клинкер изготавливается из мела, глины и воды. К измельченным компонентам добавляют воду. Влажную смесь (шлам) отправляют на обжиг. Полученный после обжига продукт транспортируют в холодильник. После охлаждения его измельчают, смешивают с добавками для получения необходимых свойств вяжущего. Эта технология требует финансовых затрат, поэтому производители в основном применяют другие. Но при необходимости получения цемента с прекрасными эксплуатационными свойствами применяют именно этот способ, позволяющий тонко корректировать состав сырья. Корректировка состава осуществляется в специальных бассейнах при температуре 1000°C.
  • Сухой. Все компоненты – известняк, глина, добавки дробятся в сухом виде. Готовые порошки смешиваются в закрытых боксах с помощью подачи воздуха. Эта методика часто используется производителями, благодаря простоте реализации и относительно невысоким затратам. При производстве нет водяных испарений. Такой способ требует небольших затрат энергоносителей. Он оптимален для однородных сырьевых компонентов.
  • Комбинированный. Эта технология сочетает элементы сухого и мокрого способов. Одна из этих технологий является основной, а вторая дополнительной. Если основной является мокрая методика, то сначала изготавливают сырьевой шлам, корректируют его состав, затем его обезвоживают и обжигают в печи, предназначенной для сухой технологии.

Цемент, независимо от того, из чего он состоит и каким способом приготовлен, складируется в специальных башнях – силосах, в которых, благодаря проветриванию, материал не слеживается, сохраняя рабочие характеристики.

К потребителю цемент поступает навалом или расфасованным в бумажные мешки.

Производство бесклинкерного цемента

Сырьем для бесклинкерного цемента являются доменный или гидравлические шлаки, активаторы и другие дополнительные компоненты. Смесь из подготовленных и взятых в нужных пропорциях компонентов, дробят и перемалывают до мелкодисперсного со стояния. Для бесклинкерного цемента характерны:

  • устойчивость к различным воздействиям окружающей среды;
  • экономичность производства, благодаря невысоким энергозатратам;
  • утилизация отходов металлургических и других производств, что положительно влияет на состояние окружающей среды;
  • различные цвета и свойства конечного продукта, которые можно получать без изменения основных этапов технологического процесса и привлечения дополнительного оборудования.

Основное оборудование для изготовления цемента

При производстве вяжущего используются следующие основные виды оборудования:

  • техника для добычи сырья и его транспортировки к месту изготовления;
  • линия дробления сырья;
  • печи для высокотемпературной обработки;
  • линия дробления полученного клинкера, дозирования и смешивания молотого клинкера с добавками;
  • оборудование для фасовки готового продукта в бумажные мешки.

Типы цемента и сферы их использования

Выпускается множество разновидностей вяжущего с разными эксплуатационными и декоративными характеристиками. Основные виды:

  • Портландцемент. Этот тонкодисперсный порошок серого цвета с зеленоватым оттенком является наиболее распространенным строительным материалом, широко используемым в индивидуальном, масштабном жилищном и промышленном строительстве. Отдельно не применяется. Выступает компонентом строительных смесей и растворов. В сочетании с песком и щебнем используется при производстве бетонных смесей. Из цемента и песка изготавливают сухие строительные смеси, поступающие в продажу фасованными в мешки, или пластичные цементно-песчаные растворы, доставляемые на строительную площадку в виде, готовом к применению. Пластифицирующие добавки регулируют время схватывания раствора и другие характеристики конечного продукта. 
  • Сульфатостойкий. Устойчив к химически активным средам. Применяется для бетонирования подземных и подводных конструкций.
  • Глиноземный. В состав добавляют гипс и глиноземистый шлак, благодаря котором вяжущее быстро схватывается и приобретает марочную прочность. Глиноземный цемент используется при строительстве конструкций, работающих в условиях высокой влажности.
  • Кислотоупорный. При его производстве используются кварцевый песок и кремнефтористый натрий. В качестве жидкости для затворения используется не вода, а жидкое стекло.
  • Шлакопортландцемент. В состав этого вяжущего добавляют гранулы шлака (примерно 25%). Материал применяется в крупномасштабном строительстве.

Из чего сделан цемент: состав и технология изготовления

Цемент — один из самых распространённых материалов, применяющихся при проведении реставрационных, ремонтных, строительных работ. Так как цемент применяется при производстве бетонных изделий, а также железобетонных конструкций, то от качества исходного сырья напрямую зависит прочность и долговечность сооружения.

Что является исходным сырьем для цемента

Практически каждый человек, так или иначе, сталкивался с сыпучим материалом, однако далеко не каждый знаком с тем, как делают цемент, материалами, входящими в состав, и особенностями производства. Главной составляющей цемента является клинкер, а также гипс и минеральные компоненты.

Производство сухого состава осуществляется на специализированных заводах, расположенных вблизи мест добычи пород, являющихся исходными веществами для изготовления цемента:

  • Карбонатные элементы – обладают кристаллической структурой и уникальными физическими характеристиками;
  • Глинистые вещества – характеризуются пластичностью и способностью изменять объём при определённых условиях.

Сырье для цемента

Клинкер представляет собой результат обжига смеси, состоящей из глины, известняка, мергеля, доменного шлака и некоторых других компонентов. Строгое соблюдение соотношения составляющих обеспечивает достижение необходимых для цемента характеристик.

Карбонатные породы для изготовления цемента

Карбонатный тип сырья, входящего в состав цемента, представлен следующими веществами:

  • легко перетирающийся мел, относящийся к категории пород осадочного вида;
  • мергелистый известняк, являющийся промежуточным звеном между известняковыми и глинистыми породами;
  • ракушечник и прочие известняковые материалы, не содержащие в составе кремний;
  • доломитовая категория ископаемых осадочного характера, основным компонентом которых являются карбонаты.

Карбонатные породы — описание

Глинистые породы

К породам с глинистой основой, являющимся составной частью цемента, относятся следующие элементы:

  • глина с минеральными включениями, обладающими способностью разбухать при добавлении жидкости;
  • суглинистые вещества, отличающиеся высокой концентрацией песка и пылеобразных фракций;
  • сланцы, отличающиеся прочностью и способностью расслаиваться на элементарные пластинчатые элементы;
  • пористый и мелкозернистый лесс, содержащий силикат кварца.

Процесс изготовления цемента не исключает возможности использования иных разновидностей природного сырья, шлаков и отходов промышленного производства.

Глинистые породы — характеристика

Различные добавки, корректирующие свойства цемента

Цементный состав изготавливают из минерального сырья с добавлением пластификаторов, улучшающих следующие свойства сыпучего материала:

  • устойчивость к воздействию коррозии;
  • стойкость к перепадам температурных показателей;
  • прочность;
  • период затвердевания;
  • эластичность раствора на основе цемента;
  • уровень проницаемости жидкостью.

Технология получения цемента предусматривает введение таких корректирующих добавок:

  • глина;
  • апатиты;
  • кремнезем;
  • плавиковый шпат;
  • глинозем.

Включение подобных компонентов направлено на улучшение характеристик цементного состава.

Основной состав цементной смеси

Состав цементной смеси

Набор компонентов цемента разных марок и различного предназначения может отличаться, однако, вне зависимости от типа цементного порошка, главными составляющими для его производства являются известняк и глина. Для получения качественной цементной основы – клинкера, содержание известняка должно в три раза превышать содержание глины.

Таким образом, клинкер, гипс и специальные добавки являются основным сырьем для цементного производства. Гранулированный, до 60 мм в диаметре, клинкер подвергается термической обработке при температуре 1500°. В процессе плавления клинкера, отвечающего за прочностные характеристики цемента, формируется масса, содержащая довольно большую концентрацию кальциевого диоксида и кремнезема, отвечающих за эксплуатационные характеристики.

Цементная смесь может содержать до шести процентов гипса, влияющего на скорость затвердевания готового раствора. Специальные добавки в виде морозостойких присадок, пластификаторов и прочих веществ направлены на усиление свойств готового материала, а также придание новых характеристик, расширяющих возможности использования цемента.

Цементное производство

Изготовление цемента происходит в несколько этапов и предусматривает выполнение следующих технологических процессов:

  • производство клинкера – смешение известняка и глины в соотношении 3/1 с последующей обработкой высокой температурой;
  • измельчение клинкера на шаровых мельницах. Более мелкие частицы увеличивают эксплуатационные характеристики состава.

Технология приготовления цемента

Технологии изготовления

Производство цементного состава предусматривает возможность применения нескольких методов, в результате которых получается сырьё, имеющее различные характеристики. На выбор способа изготовления в значительной мере влияют расположение производственной базы, особенности оборудования, спрос на определённые марки готового изделия.

Производство цемента сухим и мокрым способом

Различия технологий основываются на особенностях подготовки сырья, являющегося основой цемента.

Подготовительный этап осуществляется следующими способами:

  • мокрый метод;
  • сухая технология;
  • комбинированный подход.

Мокрый метод

Изготовление материала согласно мокрой технологии осуществляется путём смешивания необходимых веществ с известью, мелом и определённым количеством воды. Формирование шихта с уровнем концентрацией влаги, находящимся в диапазоне 30–50%, выполняется при измельчении всех компонентов в горизонтальном барабане. Полученный состав подвергается обжигу, в результате которого образуется шарообразный клинкер, проходящий в дальнейшем процедуру измельчения.

Сухая технология

Использование сухого метода позволяет уменьшить себестоимость производственного процесса, а также сократить технологический цикл. Такие особенности обеспечиваются благодаря возможности одновременного выполнения помола и сушки. Операции осуществляются под действием горячего газа, подаваемого в шаровую мельничную установку. Шихта, полученная в данном процессе, обладает порошкообразной консистенцией.

Производство цемента сухим способом

Комбинированный подход

Комбинированный метод производства цемента

Комбинированный способ сочетает особенности сухой и мокрой технологии. Способы, как делают цемент, могут отличаться на разных заводах. С помощью данного метода получается полусухое сырьё с уровнем влажности до 18%, что достигается при высушивании шихты, изготовленной согласно мокрой технологии. Второй вариант данной методики заключается в подготовке сухого вещества с последующим увлажнением и осуществлением операции гранулирования и отжига.

Современное цементное производство ориентировано на выпуск большого количества материала различного качества. Грамотное отношение к строительству подразумевает наличие знаний о составе и особенностях цемента, от качества которого напрямую зависит долговечность и прочность будущего сооружения.

Видео по теме: Цемент — из чего это сделано

состав, пропорции, характеристики, типы, как сделать самостоятельно

Бетон – основа любой строительной конструкции. Практически каждое строение, находящееся вокруг нас, так или иначе, было возведено с помощью цементного раствора. Строительный бетон, созданный на основе цемента, десятилетиями выдерживает многотонную нагрузку, практически не испытывая негативного влияния извне. Почему уже многие десятилетия именно цемент является самым популярным строительным материалом? Редакция HouseChief.ru попытается раскрыть ту самую секретную формулу, благодаря которой, мы наконец-то узнаем, из чего именно делают цемент и почему его считают одним из самых прочных материалов во всём мире.

Цемент – связующее звено любой конструкции. От ступенек подъезда до элитных небоскрёбов

Читайте в статье

Нормативные документы

Цемент, как и любой другой товар, обязательно должен пройти процедуру сертификации. Существует несколько ГОСТов и СНиПов, которые в той или иной степени касаются качества цементной смеси. Перечислим основные из них:

  1. ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».
  2. ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».
  3. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Здесь же можно найти ссылки на дополнительные акты и нормативные документы, которые могут пригодиться при глубоком изучении данного вопроса.

Стандарты определяют не только качество самого сырья, но и допустимые сферы его использования, правила транспортировки, время схватывания, особенности заливки и другие параметры

Химический состав цемента

Сам по себе цемент − не что иное, как порошок. Его создают на основе клинкера. В составе могут содержаться разные компоненты и наполнители.

Интересный факт! Когда цементный раствор застывает, его плотность не уступает плотности камня. Для создания искусственного камня используется тоже цемент.

Гранулы клинкера (основного элемента, из которого создают цемент) получаются путём нагрева при экстремально высоких температурах известняка и глины

Нагрев происходит до показателей +1450°C. Структура природных компонентов меняется, и получается новое вещество – клинкер. После этого полученное вещество соединяют с гипсом и перемалывают, в результате и получается знакомый всем цементный порошок.

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

Задать вопрос

«Вот так выглядит химический состав готового цементного порошка: 67% оксида кальция (СаО), 22% диоксида кремния (SiO2), 5% окиси алюминия (Al2О3), 3% оксида железа (Fe2O3), 3% прочие составляющие.

«

Основные характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остаётся его марка, именно эта маркировка скажет о такой важной характеристике, как показатель максимальной нагрузки в кг.

Обычно этот показатель имеет обозначение буквой «М». Далее идут цифры, показывающие прочность, к примеру, М400 или М500

Числа указывают на максимальный показатель нагрузки, которую может выдержать застывший цемент. Его ещё называют показателем прочности на сжатие. На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см³, составляет 200 кг.

Интересно, что тестировать цемент разрешено только после полного высыхания, а это происходит через 28 суток и не ранее. После этого тестовый образец цемента укладывают под пресс и сжимают. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Причём процедуру повторяют шесть раз, а потом из 4 лучших показателей вычисляют среднее арифметическое. Показатель этот измеряется в МПа и кг/см².

Комментарий

Михаил Старостин

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании «Дом Премиум»

Задать вопрос

«Буквой «Д» обозначаются данные о специальных добавках, использующихся в цементе. Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удаётся придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость.

«Добавки могут влиять на износостойкость материала, его влагоустойчивость, защиту от коррозии, влиять на цвет и крепость. Выпускаются вяжущие вариации цемента от М300 до М800.

Типы цемента по сфере использования

Как мы уже замечали ранее, на качество цементной смеси влияют разные добавки. От этого зависит его сфера применения и прочность. К примеру, морозостойкие образцы применяются в строительстве жилых домов и строений на территориях с суровым климатом, в сейсмически опасных зонах применяются добавки, увеличивающие параметры клейкости смеси. Они, в свою очередь, не дают бетонным конструкциям растрескиваться.

Интересный факт! В процессе заморозки вода, содержащаяся в бетоне, расширяется и начинает разрушать его изнутри. Однако современные технологии позволяют улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, нейтрализованный древесный пек. Они создают прочную оболочку вокруг водяных частиц.

Самая популярная марка цемента с прочностью 400 кг/см³, или М400. Её используют для проведения самых различных строительных работ

Чаще всего в цементную смесь добавляют разные добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%. Для возведения монолитных зданий использую цемент марки М500. У такого материала более высокая скорость застывания и прочность. Обычно именно из такой цементной смеси возводят перекрытия и несущие конструкции.

Из чего делают цемент

Обычно заводы по производству цемента строят там, где находятся залежи известняка и других пород, которые используются при создании клинкера. Главными природными элементами, из которых делают цемент, являются:

  • ископаемые карбонатного типа: кристаллические породы, поддающиеся обжигу;
  • глинистые материалы, а также горные породы осадочного характера минерального происхождения. Сырьё характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Из чего делают цемент: состав, разновидности, видео

Ни один вид работ, связанных с вопросами строительства, реставрации или ремонта, не обходится без применения этого материала. Недаром марки данной продукции относятся к числу самых востребованных. Но все ли знают, что представляет собой эта порошкообразная масса, называемая цементом?

Он используется для приготовления различных растворов – бетонных, штукатурных, кладочных в качестве вяжущего и является искусственно изготовленным неорганическим веществом. Его отличие от аналогов (извести воздушной, гипса, алебастра) в том, что он отвердевает, набирает прочность в условиях избыточной влажности. Состав смеси и ТУ на продукцию регламентируются ГОСТ № 10178 от 1985.

В некоторых источниках информации есть ссылки на ГОСТ № 10178-76, но он после введения в действие указанного документа уже не действует (хотя отличия в содержании только по отдельным пунктам). Существуют и еще стандарты на некоторые типы. Например, ГОСТ № 15825 от 1980 (на цветной портландцемент) и ряд других.

Цемент известен уже давно (официальная регистрация патента произошла в 1824 году). При его изготовлении использовались различные комбинации – как с компонентами, так и с их долевыми соотношениями. Кстати, не все известные разновидности выпускаются в наши дни. Так из чего делают цемент сегодня? Его структурный состав можно представить следующим образом: клинкер + гипс + добавки.

Описание компонентов

1. Клинкер.

Он определяет основные характеристики и прочность полученного искусственного камня. Получается в результате обжига сырья и представляет собой твердые фракции (гранулы) от 1 до 6 см. Термическая обработка смеси производится в специальных печах, в которых загруженная масса доводится до высокой температуры. В результате частичного плавления (порядка +1450 °C) образующаяся вязкая субстанция играет роль клея, который надежно скрепляет все частицы.

В полученной массе львиная доля приходится на кремнезем и диоксид кальция. Именно эти вещества и влияют на конечную прочность и долговечность изготовленного из растворов с применением цемента камня.

В дальнейшем гранулы подвергаются механической обработке (дроблению) до состояния «пыли». Технологии производства могут иметь различия, но общий принцип получения клинкера одинаков.

Чтобы иметь представление, из чего состоит цемент конкретной марки, следует уточнить, что используется в качестве сырья для клинкера. В основном это глина и известняк. Их примерное соотношение в процентах – 25 на 75. Именно они входят в состав всех самых распространенных марок продукции – портландцементов. Их смесь после первичного дробления и подвергается обжигу.

Из наиболее популярных материалов для выработки цемента можно отметить такие, как мел, лесс, зола, мергель, сланец глинистый, доменные шлаки и ряд других.

2. Гипс.

Его долевым содержанием в смеси регулируется период «схватывания» (отвердевания), в основном – не более 6 %. Используется или чистый, или его разновидности (гипсовый камень с примесями).

3. Добавки.

Они придают те или иные свойства или усиливают уже имеющиеся. Например, повышают устойчивость к низким температурам, расширяя диапазон применения материала; понижают влагопоглощение; придают эластичность и так далее.

Исходя из этого, в зависимости от ингредиентов и технологии производства, данная продукция классифицируется по группам, что облегчает выбор оптимального варианта. Их главное отличие – в составе строительного цемента (сырье для клинкера и введенных добавках). Отсюда и определенные свойства, и специфика применения.

Разновидности цементов

  • Магнезиальный.
  • Карбонатный.
  • Тампонажный.
  • Шлаковый.
  • Песчаный.
  • Глиноземистый.
  • Зольный.
  • Пластифицированный.
  • Гидрофобный.
  • Напрягающий.
  • Белый (декоративный).
  • Быстросохнущий.
  • Нефелиновый.

Специалисты различают несколько десятков цементов, но наиболее популярным остается портландцемент всех выпускаемых марок (с добавками или без них).

Как производится цемент

Портландцемент — основной ингредиент бетона. Бетон образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая связывается с песком и камнем, чтобы затвердеть.

Цемент производится с помощью строго контролируемой химической комбинации кальция, кремния, алюминия, железа и других ингредиентов.

Обычные материалы, используемые для производства цемента, включают известняк, ракушечник и мел или мергель в сочетании со сланцем, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком и железной рудой.Эти ингредиенты при нагревании при высоких температурах образуют каменное вещество, которое измельчается в мелкий порошок, который мы обычно называем цементом.

Каменщик Джозеф Аспдин из Лидса, Англия, впервые изготовил портландцемент в начале XIX века, сжигая порошкообразный известняк и глину в своей кухонной печи. С помощью этого грубого метода он заложил основу отрасли, которая ежегодно буквально перерабатывает горы известняка, глины, цементной породы и других материалов в порошок, настолько мелкий, что он может проходить через сито, способное удерживать воду.

Лаборатории цементного завода проверяют каждый этап производства портландцемента путем частых химических и физических испытаний. Лаборатории также анализируют и тестируют готовый продукт, чтобы убедиться, что он соответствует всем отраслевым спецификациям.

Самый распространенный способ производства портландцемента — сухой метод. Первый шаг — это добыча основного сырья, в основном известняка, глины и других материалов. После добычи порода дробится. Это включает в себя несколько этапов.Первое дробление уменьшает размер камня до максимального размера около 6 дюймов. Затем порода поступает на вторичные дробилки или молотковые дробилки для измельчения примерно до 3 дюймов или меньше.

Дробленая порода смешивается с другими ингредиентами, такими как железная руда или летучая зола, измельчается, смешивается и подается в цементную печь.

Цементная печь нагревает все ингредиенты примерно до 2700 градусов по Фаренгейту в огромных стальных цилиндрических вращающихся печах, облицованных специальным огнеупорным кирпичом. Обжиговые печи часто достигают 12 футов в диаметре — достаточно большого размера, чтобы вместить автомобиль, и во многих случаях больше, чем высота 40-этажного здания.Большие печи устанавливаются с небольшим наклоном оси от горизонтали.

Тонко измельченное сырье или суспензия подается в верхний конец. На нижнем конце — ревущий взрыв пламени, произведенный точно контролируемым сжиганием порошкообразного угля, нефти, альтернативного топлива или газа при принудительной тяге.

По мере того, как материал движется через печь, определенные элементы уносятся в виде газов. Остальные элементы объединяются, образуя новое вещество, называемое клинкером.Клинкер выходит из печи серыми шарами, размером с мрамор.

Клинкер выгружается раскаленным из нижнего конца печи и обычно доводится до рабочей температуры в различных типах охладителей. Нагретый воздух из охладителей возвращается в печи, что позволяет сэкономить топливо и повысить эффективность горения.

После охлаждения клинкера цементные заводы измельчают его и смешивают с небольшим количеством гипса и известняка. Цемент настолько мелкий, что в 1 фунте цемента содержится 150 миллиардов зерен.Теперь цемент готов к транспортировке компаниям по производству товарного бетона для использования в различных строительных проектах.

Хотя сухой процесс является самым современным и популярным способом производства цемента, в некоторых печах в США используется мокрый процесс. Эти два процесса по сути схожи, за исключением мокрого процесса, когда сырье измельчается с водой перед подачей в печь.

Цемент или бетон | Сакрете

Если вы хотите зажечь старого бетонщика вроде меня, используйте слова «цемент» и «бетон» как синонимы.Хотя они связаны, они очень разные.

Что такое цемент?

Когда большинство людей говорят о «цементе», они обычно неправильно относятся к бетону. Если вы когда-либо упоминали свой «цементный» тротуар или видели «цементный» грузовик, проезжающий по улице, вы были бы включены в «народ», о котором я говорил в первом предложении. Не расстраивайся. Это замешательство было навязано нам Голливудом и средствами массовой информации, которые явно не видят разницы.Вы помните Джетро Бодина и Беверли-Хиллз? Если да, то вы можете вспомнить, что у них не было бассейна, у них был «пруд с осадком». Цемент — это порошок, который сам по себе не подходит для заливки тротуара или бассейна.

Цемент бывает разных вкусов, но подавляющая часть цемента имеет серый цвет и называется портландцементом. Любой грамматик, который случайно прочитает это, заметит, что слово «портленд» не пишется с большой буквы. Это не опечатка.Портленд — прилагательное, изменяющее слово цемент, а не город. Название портландцемент происходит от того факта, что его изобретатель (англичанин в 1824 году) считал, что затвердевший продукт напоминает известняк, добытый на острове Портленд в Ла-Манше.

Как производится портландцемент?
В интересах экономии места и во избежание того, чтобы вы перестали читать, я сильно упрощу это, но портландцемент производится путем объединения известняка, песка, боксита, гипса и множества других возможных видов сырья.Материалы нагревают до тех пор, пока все не расплавятся, а затем охлаждают. Этот охлажденный продукт называется клинкером. Клинкер измельчают в мелкий порошок, который мы называем портландцементом. Этот процесс на самом деле довольно увлекательный, но для его понимания требуется степень химика.

Что такое бетон?
Бетон представляет собой комбинацию камня (камня, гравия), песка, портландцемента и воды, в порядке убывания количества каждого материала в смеси. Как и в случае с цементом, полное обсуждение всех типов бетона утомило бы вас до слез, поэтому мы остановимся на основном продукте, который вы найдете перед своим домом.Ваш передний тротуар, вероятно, будет иметь прочность на сжатие около 3500 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм). Это нагрузка в фунтах, с которой он может справиться. Если вы работаете в многоэтажном здании, давление в этом бетоне может быть 6000 фунтов на квадратный дюйм или выше. Крепость смеси определяется применением. Кроме того, свойства бетона можно изменить, добавив другие ингредиенты.

Вы можете ускорить схватывание или добавить воздуха, чтобы обеспечить дополнительную защиту от разрушительных циклов замораживания / оттаивания зимой.Многие бетоны содержат вторичные материалы, такие как летучая зола или шлак. Летучая зола — это переносимый по воздуху остаток от сжигания угля, а шлак — это побочный продукт доменных печей, используемых при производстве стали. Использование этих переработанных продуктов не только позволяет избежать попадания миллионов тонн на свалки, но и может улучшить эксплуатационные характеристики бетона. Компания Sakrete производит ряд различных бетонов разной прочности и времени схватывания, чтобы соответствовать различным требованиям.


Вернуться в блог

Цемент vs.Бетон: в чем разница?

Эта статья содержит партнерские ссылки на продукты, выбранные нашими редакторами. Mental Floss может получать комиссию за покупки, сделанные по этим ссылкам.

Праздники наступят раньше, чем вы это заметите, и никогда не рано начинать покупать подарки. Ищете ли вы для себя (вы это заслужили!), Друга или члена семьи, на рынке есть множество достойных подарков. Мы прочесали Интернет (добро пожаловать) в поисках всего: от роскошных свечей до инновационных инструментов для волос и домашних садов с травами, и отобрали 10 лучших праздничных подарков, которые можно купить за деньги.

1. Стилер для волос Dyson Airwrap Complete Hair Styler; $ 500

Ваш подаритель сэкономит на поездке в салон и сможет побаловать себя профессиональным ударом прямо у себя дома с помощью Dyson Airwrap. Этот универсальный инструмент позволяет сушить, завивать, завивать и гладить пряди — и все это без чрезмерного нагрева. Даже лучше? Фен не требуется: Dyson Airwrap сушит волосы стилей и одновременно.

Купить: Amazon

2. Кофеварка и эспрессо-машина Nespresso Vertuo с Aeroccino; $ 237

Они раз и навсегда избавятся от своей привычки покупать кофе с этой ультрасовременной кофемашиной Nespresso, которая имеет более 4200 восторженных отзывов на Amazon.Он не только готовит эспрессо и кофе одним нажатием кнопки менее чем за 20 секунд, но и поставляется в комплекте с 12 бесплатными капсулами Nespresso.

Купить: Amazon

3. Revolution Cooking High-Speed ​​Smart Toaster; $ 300

Призвать всех гурманов: приготовьтесь поиграть в этот высокотехнологичный тостер с сенсорным экраном. Он также имеет специальный алгоритм поджаривания (да, это очевидно), чтобы выпечка, тосты, рогалики и английские кексы каждый раз были идеально хрустящими.Кроме того, с пятью настройками блюд, тремя режимами поджаривания и семью уровнями подрумянивания пользователю больше никогда не придется терпеть подгоревший хлеб.

Купить: Amazon

4. Чугунная голландская печь Cuisinart на 7 кварт; $ 130

Голландская духовка

Cuisinart — вечный продукт (и даже на нее предоставляется пожизненная гарантия). Будь то шеф-повар-любитель или профессиональный шеф-повар, даритель обязательно оценит эту универсальную посуду: ее можно мариновать, тушить, запекать или готовить. Выбирайте из более чем десятка цветов, от пионовидно-розового до матово-синего.

Купить: Amazon

5. Крытый гидропонный сад AeroGarden Harvest; 100 $

Нет зеленого пальца, нет проблем. Этот закрытый гидропонный сад от AeroGarden позволяет любому выращивать свежие травы. В набор входят несколько видов семян (петрушка, укроп, тимьян, мята и два сорта базилика), а также полностью натуральные питательные вещества для растений. Кроме того, нет почвы = нет беспорядка = нет уборки.

Купить: Amazon

6. Razorri Electric Pasta and Ramen Noodle Maker; $ 200

Спагетти, феттучини, макароны, рамен: с этой электрической машиной для приготовления пасты пастбищные возможности безграничны.Он не только невероятно прост в использовании (просто добавьте муку, включите функцию замешивания, а затем добавьте жидкость), но также позволяет приготовить до трех порций пасты менее чем за 10 минут. Когда лапша будет готова, варите ее в кипящей воде в течение полутора-двух минут и закапывайте!

Купить: Amazon

7. Куртка Orolay утолщенная; 140–160 долл. США 900 65

Этот элегантный и стильный пуховик, получивший более 11500 отзывов на Amazon, станет идеальным дополнением к их зимнему гардеробу.Он очень мягкий, с капюшоном на флисовой подкладке, трикотажными манжетами и шестью (!) Вместительными карманами для всего необходимого. Выбирайте из 13 цветов и 10 размеров.

Купить: Amazon

8. Плед из кашемира премиум-класса Cuddle Dreams; $ 190

Этот кашемировый плед невероятного класса не только невероятно мягкий, но и чрезвычайно прочный и прослужит долгие годы. Его маслянисто-мягкая текстура состоит из 75 процентов кашемира и 25 процентов шерсти мериноса, что делает его стильным акцентом в любой гостиной, кабинете или спальне.Доступны несколько цветов.

Купить: Amazon

9. Бартезианская машина для приготовления коктейлей и маргариты премиум-класса; $ 350

Эта удобная машина для приготовления коктейлей позволяет пользователям наслаждаться всеми своими любимыми напитками (например, маргаритой, сауэр-виски, старомодными и космополитическими) одним нажатием кнопки. Они просто добавляют алкоголь по своему выбору, и все готово! Бонус: машину можно мыть в посудомоечной машине, что упрощает очистку.

Купить: Amazon

10.Свеча Voluspa Gilt Pomander на 16 унций; $ 52

Эта привлекательная ароматическая свеча весом 16 унций от Voluspa отличается нотами помандера, кардамона и японского хиноки. (Он также не содержит парабенов и сульфатов.) Он будет одинаково эффектно смотреться на обеденном столе, туалетном столике в ванной, на полке в гостиной или в передней части спальни.

Купить: Amazon

Зарегистрируйтесь сегодня: Получите эксклюзивные предложения, новости о продуктах, обзоры и многое другое с новостной рассылкой Mental Floss Smart Shopping!

Строим лучший мир с помощью зеленого цемента |
Наука

«Знаете, цемент везде», — говорит Николаос Власопулос, инженер-эколог Имперского колледжа в Лондоне, сидя в ярко освещенном конференц-зале колледжа в громадном семиэтажном здании, о котором идет речь.«Это все вокруг нас».

В прошлом году в мире было произведено 3,6 миллиарда тонн цемента — минеральной смеси, которая затвердевает в бетон при добавлении к воде, песку и другим материалам — и это количество может увеличиться на миллиард тонн к 2050 году. В мировом масштабе это единственное вещество, которое люди используют больше чем бетон, по общему объему, составляет вода.

Власопулос говорит, что достоинства цемента

давно очевидны: он недорогой, текучий и, что несколько необъяснимо, становится твердым, как камень.Но редко признают еще одну важную деталь: цемент грязный. Не грязный, потому что в нем не снимут одежду, хотя эта проблема преследовала строителей веками. Ключевой ингредиент — известняк, в основном карбонат кальция, останки очищенных от панциря морских существ. Рецепт изготовления цемента требует нагревания известняка, для чего требуется ископаемое топливо. А при нагревании известняк выбрасывает углекислый газ в атмосферу, где он улавливает тепло, способствуя глобальному потеплению.На производство цемента приходится 5 процентов мировых выбросов двуокиси углерода, производимых человеком; в Соединенных Штатах только потребление ископаемого топлива (для транспорта, электричества, химического производства и других целей) и черная металлургия выделяют больше парниковых газов. А поскольку быстро развивающиеся страны, такие как Китай и Индия, используют цемент для строительства своего подъема, грязь от цемента становится одним из главных недостатков глобализации.

Если широкая общественность не замечает огромного вклада цемента в загрязнение воздуха, то 31-летний Власопулос уже некоторое время осознает это.Он вырос в Патрах, греческом порту. Его отец был инженером, а мать работала в банке, а летом Власопулос уезжал из колледжа Димокришн Панэпистимион Фракис, где он изучал экологическую инженерию, и вместе со своим дядей работал на цементном заводе. Это было случайно. Его работа заключалась в сборке оборудования для измерения уровня выбросов углекислого газа. Они были высокими; Обычно завод производит почти тонну углекислого газа на каждую тонну цемента. Власопулос считал работу интересной, но не видел цемента в своем будущем.Это было скучно, было старым, грязным.

Затем один из его профессоров в Имперском колледже, где он работал над степенью магистра инженерных наук, получил финансирование на исследование нового типа цемента, производимого австралийской компанией. Профессор Кристофер Чизман убедил Власопулоса участвовать в проекте и получить степень доктора философии. «Это был шанс хорошо поработать», — сказал Власопулос в своей типично сдержанной манере.

Люди пытались построить лучший цемент практически с начала истории.Более 2000 лет назад римляне изобрели смесь извести, вулканического пепла и кусков камня, чтобы сформировать бетон, который использовался для создания гаваней, памятников и зданий — клей ранних городов, включая Пантеон и Колизей. В 1820-х годах в Лидсе, Англия, примерно в 200 милях от Имперского колледжа, каменщик по имени Джозеф Аспдин изобрел современный цемент. Аспдин разогрел смесь тонко измельченного известняка и глины на своей кухне. После того, как он добавил воды, смесь затвердела. Voilà — родился кирпичик промышленной революции.Поскольку материал выглядел как популярный строительный камень с острова Портленд, Аспдин назвал свое изобретение портландцементом. Патент, выданный в 1824 году, был направлен на «усовершенствование способа производства искусственного камня».

Австралийские разработчики попробовали новый рецепт, смешивая портландцемент с оксидом магния. Они надеялись сократить выбросы углерода, потому что оксид магния может заменить часть известняка, а оксид магния не нужно нагревать до такой высокой температуры.Известняк должен быть нагрет до 2600 градусов по Фаренгейту, но оксид магния может быть приготовлен для цемента при 1300 градусах, температуре, которая может быть достигнута с биомассой и другими видами топлива, которые выделяют меньше углерода, сокращая потребление ископаемого топлива.

Но Власопулос быстро обнаружил, что смесь не снижает общих выбросов диоксида углерода. В некоторых тестах выбросы почти удвоились, потому что сам оксид магния образуется при нагревании карбонатов магния — процессе, при котором выделяется диоксид углерода.

«Я помню, как чувствовал себя очень разочарованным, потому что, когда вы видите, что проект, над которым вы работаете, на самом деле не такой, как вы думали, вы теряете мотивацию», — сказал он. «Но мы чувствовали, что это очень стоящий проект, стоящая идея, поэтому мы попытались найти другой способ решения проблемы».

В то время, когда Власопулос поднял этот вопрос, в 2004 году крупные цементные фирмы по всему миру искали новые способы сделать портландцемент более экологически чистым.Производители добавили побочные продукты из стали, такие как шлак; остатки угля, такие как летучая зола; и другие материалы, такие как оксид магния, для увеличения объема цементной смеси, требующие меньше портландцемента. Они экспериментировали с минеральными добавками, чтобы снизить температуру, необходимую для приготовления материалов.

Но сложно изменить продукт, химический состав которого недостаточно изучен. «На самом деле мы никогда не знали точного химического состава этого материала», — сказал Хэмлин Дженнингс, эксперт по химии цемента и глава Concrete Sustainability Hub Массачусетского технологического института, одной из нескольких академических инициатив по созданию «зеленого» цемента.«Я не думаю, что сегодня в мире есть какой-либо строительный материал, который изучен хуже, чем портландцемент».

Пока цементные компании возились с оригиналом, Власопулос пошел другим путем. «С портландцементом можно сделать так много, чтобы он стал лучше», — сказал он. «Что есть, то есть. Это материал, с которого вы начинаете. Мы должны были придумать что-то еще ». Власопулосу понравилась идея использовать оксид магния в качестве замены известняка для формирования цемента, но для его твердости требовался другой материал.Смешивание оксида магния с водой не поможет — смесь становится густой. И ему нужно было найти источник оксида магния, который не выделял бы столько диоксида углерода. Класс материала, на котором он остановился, был силикатом магния, безуглеродистыми соединениями, полученными из талька, серпентина, оливина или других минералов. Мировые запасы этих минералов составляют около 10 000 миллиардов тонн, что является важным фактором, потому что, если у кого-то закончится мука, выпечка больше не будет.

Власопулос не очень-то хочет объяснять, как работает его экспериментальное соединение.Его секретный соус, возможно, очень прибыльный секрет. Было зарегистрировано несколько патентов. Он раскроет многое: несколько лет назад он начал смешивать оксид магния с другими химическими соединениями, которые он создал, и с водой. Смесь затвердела в маленький шарик. Он принес его в офис Чизмена. «Вы могли почувствовать тепло, исходящее от этого маленького мяча, — сказал Чизмен. «Что-то явно происходило». Горели химические реакции; высвобождалась энергия. Они не особо волновались. «Я имею в виду, что мы говорим здесь о цементе — это не совсем уж сексуальный материал в мире», — сказал Чизман.«Я не бегал взад и вперед по коридору, катаясь на колесах, но это было интересно».

Химические вещества, которые Власопулос смешивает с оксидом магния и водой для затвердевания цемента, представляют собой карбонаты магния, которые он производит, добавляя диоксид углерода к другому сырью. Это означает, что в некоторых сценариях цемент не просто углеродно-нейтральный — он отрицательный. На каждую тонну произведенного цемента Власопулоса может быть поглощена одна десятая тонны углекислого газа.

В конце концов Власопулос с помощью Cheeseman основал компанию Novacem для разработки нового цемента.Фирма с более чем дюжиной сотрудников и партнерскими отношениями с некоторыми из крупнейших цементных компаний в мире расположена в бизнес-инкубаторе для начинающих высокотехнологичных компаний в Имперском колледже. В то время как некоторые другие компании в этом учреждении являются стартапами в области наук о жизни, с микробиологическими лабораториями, полными машин для секвенирования генов и коллекциями пробирок, лаборатория Novacem представляет собой просторное предприятие, производящее громкие звуки, множество пыли и ведро за ведром с цементом. Это первый цементный завод в центре Лондона со времен римлян.

Рабочие в касках, защитных очках, масках и белых халатах работают на миниатюрной версии цементного завода, мало чем отличающейся от того, на котором Власопулос работал во время летних перерывов.

Несмотря на то, что Novacem все еще совершенствует свои процедуры, он вместе с еще пятью другими компаниями и университетскими центрами борется за создание более экологичного цемента. «Учитывая все внимание к выбросам углерода в наши дни, появилось много предпринимателей», — сказал Дженнингс из Массачусетского технологического института. «Они видят возможности.«В цементную промышленность с доходом 170 миллиардов долларов в год вливаются инвестиционные деньги.

У калифорнийской компании Calera, пожалуй, самый необычный подход: она использует углекислый газ, выбрасываемый электростанцией, и смешивает его с морской водой или рассолом для создания карбонатов, которые используются для производства цемента. Их можно добавлять в портландцемент, чтобы частично или полностью заменить известняк. Компания Calera получила 50 миллионов долларов инвестиций от Винода Хосла, компьютерного инженера, который, возможно, является самым уважаемым и богатым инвестором Кремниевой долины в зеленые технологии.«Мы фактически делаем наш цемент из CO2», — сказал основатель компании Брент Констанц. «Мы берем CO2, который мог бы попасть в атмосферу, и превращаем его в цемент». Технология все еще находится в разработке: демонстрационный завод в Мосс-Лендинг, Калифорния, и партнерство с китайской группой по строительству завода рядом с угольной шахтой во Внутренней Монголии, где они планируют использовать выбросы углекислого газа для производства цемента.

Австралийская компания Calix производит цемент с использованием перегретого пара, который модифицирует частицы цемента и делает их более чистыми и химически активными.В процессе также отделяется углекислый газ, что упрощает улавливание газа и предотвращение его попадания в атмосферу.

Технологический университет Луизианы, как Novacem и Calera, полностью отказывается от известняка; он использует пасту под названием геополимер, состоящую из летучей золы, гидроксида натрия и гидроксида калия.

«Пыль со временем уляжется, и одна из этих идей сработает», — сказал Дженнингс.

Вначале одним из самых больших скептиков Novacem была крупнейшая частная строительная компания в Великобритании Laing O’Rourke.Директор, отвечающий за наблюдение за многообещающей университетской работой, Дирадж Бхардвадж узнал о продукте Novacem благодаря своим ученым связям. Он посмотрел на химию, подумал, что все проверил, и несколько лет назад поделился идеей с председателем, у которого было много сомнений. По его словам, цемент не может быть достаточно прочным для коммерческого использования. Нужен был известняк. Когда материал Novacem достигнет 40 мегапаскалей — абсолютного минимума прочности, необходимого для структурной стабильности, — тогда он мог бы заинтересоваться.

Семь дней спустя небольшой кусок цемента Novacem, помещенный в тиски, попал в эту точку. Двадцать восемь дней спустя он достиг 60 мегапаскалей. Затем Бхардвадж передал результаты председателю, который сказал: «Давайте сделаем это поработать». Лайнг О’Рурк теперь является крупным партнером Novacem. Сегодня, после долгих усилий, цемент приближается к 80 мегапаскалям. Бетон из цемента Novacem сопоставим по прочности с некоторым стандартным бетоном.

Среди других партнеров Novacem — Lafarge в Париже, крупнейшего в мире производителя строительных материалов, и Rio Tinto, лондонская глобальная горнодобывающая компания, стремящаяся помочь Novacem в добыче силикатов магния.

«Цементная промышленность сейчас развивается финансово значимым, научно значимым образом», — сказал Дженнингс, имея в виду все различные экспериментальные подходы. «Мир меняется. Всем, включая все цементные компании, нужно будет быть как можно более экологичным и немного лучше заботиться о мире ».

Jennings отказался одобрить какой-либо конкретный новый цемент. «Если Novacem работает, — сказал он, — это очень привлекательная идея.”

Бхардвадж более внимателен. Он сказал, что недавно пошел в свою команду инженеров. «Честно говоря, не будьте вежливы», — сказал он им. «Отложите в сторону любые вопросы об углероде. Как вы думаете, это что-то вроде портландцемента? » Ответ удивил его: они сказали, что лучше. Зачем? Он был не только сильным, но и чисто-белым. Портландцемент слегка серый. «Вы можете добавить красок к этому цементу», — сказал Бхардвадж. «Представьте, что в вашем доме есть цементная стена любого цвета, которую вы хотите.”

Цемент имеет прекрасный оттенок белого, как отметил Власопулос, демонстрируя прототип цементного завода своей компании. Ссылаясь на соседние биологические лаборатории, он сказал: «Мы громче», добавив: «Они там лечат людей; мы лечим кое-что еще ». Неповоротливая машина перед ним, в данный момент простаивающая, имеет длинные трубы, которые грохочут и лязгают, срабатывают сигнализация и миксеры, которые взбивают и выплевывают ведра творения Власопулоса.

Власопулос был в приподнятом настроении, потому что накануне сделал предложение своей девушке.(Она сказала «да».) В углу комнаты было то, что он назвал «нашим музеем». На маленьком столе лежали первые куски цемента Novacem — они были похожи на детские кубики, только более пыльные. «Это было не так уж и хорошо», — сказал он, показывая хрупкую на вид сколотую. «Теперь мы знаем, что делаем». Завод может производить около пяти тонн цемента в год. Компания также работает над еще одним объектом, который будет производить 200 тонн в год. Если все пойдет хорошо, компания намерена лицензировать свой рецепт производителям цемента по всему миру.

Главное препятствие, которое компании еще предстоит преодолеть, — это история. Портландцемент завод . Так было всегда, с того дня 1824 года на кухне Джозефа Аспдина. «Цемент существует очень давно, — сказал Бхардвадж. «Люди этому верят. Они могут осмотреть все постройки, уцелевшие сотни лет. Таким образом, для Novacem подтверждение долговечности требует времени. Им придется действовать медленно. Если мне нужно построить мост или здание из цемента Novacem, как мне убедить людей, что это нормально? Вот в чем проблема.Никто не хочет, чтобы мост рухнул ».

На вопрос, пойдет ли он по мосту, построенному из цемента Novacem, Бхардвадж сказал: «У меня с этим не будет проблем». Но этот мост еще не построен.

Майкл Розенвальд писал о нанотехнологиях и охотниках за гриппом для Смитсоновского института . Джон Риттер живет в Пенсильвании.

Что такое цемент? Производство, состав и их функции

Что такое цемент? Производство, составные части и их функции

Материал с адгезионными и когезионными свойствами.Любой материал, который связывает или объединяет — по сути, как клей

Цементный клинкер

Функция цемента

  1. для связывания песка и крупного заполнителя вместе
  2. для заполнения пустот между песком и крупными частицами заполнителя
  3. для образования компактной массы

Типы цемента

2 Типы цемента, обычно используемые в строительной промышленности, следующие:

  1. a) Гидравлический цемент
  2. b) Негидравлический цемент

Гидравлический цемент

Наборы гидравлического цемента и затвердевает под действием воды.Например, портландцемент

Другими словами, это означает, что гидравлический цемент:

«Любые цементы, которые превращаются в твердый продукт в присутствии воды (а также воздуха), в результате чего материал не распадается в воде».

Негидравлический цемент

Любой цемент, не требующий воды для преобразования его в твердый продукт.

2 обычных негидравлических цемента:

  1. a) Известь — полученная из известняка / мела
    b) Гипс
    Портландцемент — составляющие цемента

Химический состав портландцемента:

  1. a) Силикат трикальция (50%)
  2. b) Силикат дикальция (25%)
  3. c) Алюминат трикальция (10%)
  4. d) Тетракальций алюмоферрит (10%)
  5. e) Гипс (5%)

силиката трикальция

  1. Быстро затвердевает и в значительной степени отвечает за начальное схватывание и раннюю прочность
  2. Увеличение процентного содержания этого состава приведет к тому, что ранняя прочность портландцемента будет выше.
  3. Более высокий процент этого соединения будет производить более высокую теплоту гидратации и учитывать более быстрое увеличение силы.

Функции дикальциевого силиката

  1. Затвердевает медленно
  2. Его влияние на увеличение прочности проявляется в возрасте старше одной недели.
  3. Отвечает за долгосрочную прочность

Функции алюмината трикальция

  1. Способствует увеличению прочности в первые несколько дней, поскольку это первое соединение, которое гидратируется.
  2. Оказывается, более высокая теплота гидратации способствует более быстрому набору силы.
  3. Но это приводит к плохой сульфатостойкости и увеличивает объемную усадку при высыхании.
  4. Цементы с низким содержанием алюмината трикальция обычно выделяют меньше тепла, обладают большей прочностью и проявляют большую устойчивость к сульфатным атакам.
  5. Обладает сильным тепловыделением и вступает в реакцию с почвами и водой, содержащей от умеренных до высоких концентраций сульфатов, поэтому это наименее желательно.

Назначение тетракальциевого алюмоферрита

  1. Помогает в производстве портландцемента, обеспечивая более низкую температуру клинкера.
  2. Также действует как наполнитель, придает очень небольшую прочность бетону, хотя он очень быстро гидратируется.
  3. Также отвечает за серый цвет обычного портландцемента

Производство портландцемента

Три основных компонента сырья, используемого при производстве портландцемента:

  1. a) Известь
    b) Кремнезем
    c) Глинозем

Известь получают из известняка или мела

Кремнезем и глинозем из глины, сланца или боксита

Есть 2 основных аспекта производственного процесса:

Первый
Производство мелкодисперсной смеси сырья — мел / известняк и глина / сланец

Второй

Для нагрева этой смеси для получения химического состава

Есть 2 основных процесса, которые могут быть использованы в производстве портландцемента, а именно

  1. i) мокрый процесс ii) сухой процесс

ВЛАЖНЫЙ ПРОЦЕСС

Вращающаяся печь 9 0003

Сырье гомогенизируется путем дробления, измельчения и смешивания, так что примерно 80% сырья проходит стадию №200 сито. Смесь превратится в суспензию путем добавления 30-40% воды. Затем его нагревают примерно до 2750ºF (1510ºC) в горизонтальных вращающихся печах (длина 76–153 м и диаметр 3,6–4,8 м. Для сжигания используются природный газ, бензин или уголь. Высокие потребности в топливе могут сделать его неэкономичным по сравнению с сухим процессом.

СУХОЙ ПРОЦЕСС

Сырье гомогенизируется путем дробления, измельчения и смешивания, так что примерно 80% сырья проходит через сито № 200.Смесь подается в печь и обжигается в сухом состоянии. Этот процесс обеспечивает значительную экономию расхода топлива и воды, но этот процесс более пыльный по сравнению с мокрым процессом, который более эффективен, чем измельчение.

СУХОЙ ПРОЦЕСС И ВЛАЖНЫЙ ПРОЦЕСС

В печи вода удаляется из сырья, а известняк разлагается на известь и диоксид углерода.

известняк = известь + двуокись углерода

В зоне обжига часть печи, кремнезем и глинозем из глины подвергаются твердотельной химической реакции с известью с образованием алюмината кальция.

кремнезем и глинозем + известь = алюминат кальция

Вращение и форма печи позволяют смеси стекать вниз по печи, подвергая ее постепенно повышающейся температуре. По мере того, как материал перемещается через более горячие области в печи, образуются силикаты кальция. Эти продукты, которые имеют черный или зеленовато-черный цвет, имеют форму небольших гранул, называемых цементным клинкером. Цементный клинкер представляет собой твердые частицы неправильной формы и шарообразной формы диаметром около 18 мм. Цементный клинкер охлаждается примерно до 150ºF (51ºC) и хранится в клинкерных силосах.

При необходимости клинкер смешивают с 2-5% гипса, чтобы замедлить время схватывания цемента при смешивании с водой. Затем его измельчают до мелкого порошка, а затем цемент хранят в бункерах для хранения или цементных силосах или упаковывают в мешки. Цементные мешки следует хранить на поддонах в сухом месте.

Текст Б. Силикатная промышленность —

Промышленность по переработке природных соединений кремния называется силикатной. Это производство цемента, стекла и керамики.

Считается, что производство керамических изделий основано на том, что глина при смешивании с водой образует замазку, из которой можно легко формовать изделия. Когда эти изделия сушат, а затем запекают, то есть воспламеняют при высокой температуре, они становятся твердыми, и их форма больше не смягчается водой.

Таким образом из глины, смешанной с водой и песком, формуются кирпичи, которые затем сушатся и обжигаются. Для изготовления силикатного кирпича используются белый песок и гашеная известь.

Производство цемента. Цемент изготавливается из известняка и глины или из их смеси натурального мергеля; материалы, обожженные в цилиндрических вращающихся печах, загружаются в медленно вращающуюся печь на ее верхнем конце и перемещаются, непрерывно перемешиваясь, к нижнему концу, в то время как поток горячих газов, продуктов сгорания топлива, течет в противоположном направлении. Во время своего движения через печь глина и известняк вступают в химическую реакцию, и материал, выходящий из печи в виде комков спекшейся массы, представляет собой цемент, который затем измельчается.

Цемент бывает разных видов: цемент трамбующий для нефтяных и газовых скважин; высокоглиноземистый цемент, очень устойчивый к химическому воздействию, портландцемент, используемый при строительстве облегченных конструкций с большими пролетами; доменный шлаковый цемент, цветной цемент.

Когда цемент смешивается с водой, он образует раствор, который затвердевает, очень прочно связывая различные предметы, такие как кирпичи или камни. Именно по этой причине цемент широко используется как вяжущий в крупномасштабном строительстве, в том числе в подводном строительстве.Цемент — важнейший компонент бетона.

Производство стекла. Исходными материалами для производства обычного стекла являются в основном сода Na 2 CO 3 , известняк CaCO 3 и песок SiO 2 . Смесь этих веществ нагревают в банной печи.

При охлаждении жидкая масса стекла не сразу затвердевает. Сначала он становится вязким и легко принимает любую форму. Это свойство стекла используется при изготовлении из него различных изделий.

3. Прослушайте текст еще раз и ответьте на следующие вопросы:

1. Как называется промышленность по переработке природных соединений кремния?

2. Из каких материалов делают силикатный кирпич?

3. Какие исходные материалы для получения стекла?

4. Как получить бетон?

5. В чем разница между цементом и бетоном?

4.Аннотируйте текст на английском или украинском языке. Используйте следующие фразы:

Текст заголовком

Это / текст информирует читателя о

Это / текст имеет дело с

Это / текст рассматривает проблему …

Основная идея текста —

Это / текст описывает

Он / текст дает комментарии к

Это / привлекает внимание читателей к

Указывается, что

В начале / конце

Далее

Автор указывает / подчеркивает / сообщает / считает

Текст полезный и интересный для


:

  1. Бамбуковая ткань в нетканой промышленности
  2. КАРЬЕРА, СВЯЗАННАЯ С СТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ
  3. Глоссарий по строительной отрасли.