Из чего и как делают цемент?

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством. Цементная основа – вяжущие компоненты неорганического происхождения. Из цемента производятся бетонные, кладочные, штукатурные растворы, железобетонные изделия, используемые при строительстве промышленных объектов и частных построек.

Особенностью порошкообразной цементной массы, смешанной с водой, является способность постепенно твердеть, превращаясь в каменный массив. Процесс приобретения эксплуатационной прочности происходит как в воздушной среде, так и в воде. Главное условие твердения – избыточная влажность.

Все сталкивались с цементом, однако мало кто знает, из чего делают этот универсальный строительный материал, как его производят. Его основа – клинкер, специальные минеральные добавки и гипс. Рассмотрим подробно, как делают цемент, какое сырье для этого используется.

По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

• ископаемые карбонатного типа. Это ценное природное сырье, отличающееся особенностями кристаллической структуры, физическими характеристиками. Материал может иметь кристаллическую или аморфную структуру, определяющую эффективность его взаимодействия при обжиге с другими компонентами;
• глинистые материалы, горные породы осадочного характера. Они имеют минеральную основу, становятся пластичными, объемно увеличиваются при избыточном увлажнении. Сырье характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Карбонатные породы

Остановимся на карбонатных породах, характерными представителями которых являются:

• Мел, являющийся горной породой осадочного характера, которая легко перетирается, относится к разновидностям мажущего известняка. Он популярен при изготовлении цемента.
• Мергель или мергелистый известняк – ископаемые осадочного типа, которые добываются в рыхлом или твердом состоянии, отличаются удельным весом, концентрацией влаги. Содержат примеси глины, что позволяет относить их к переходному сырью, имеющему много общего с известняковыми породами и ископаемыми на основе глины.

В состав входят активные минеральные добавки (15%) в соответствии со стандартами производства

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

• глина, содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
• суглинки, являющиеся разновидностью глины, с повышенной концентрацией песчаной фракции и пылеобразных частиц;
• сланцы на глинистой основе, относящиеся к горным породам с повышенной прочностью, которые при измельчении расслаиваются на пластинчатые частицы. Сырье характеризуется стабильным гранулометрическим составом, низкой концентрацией влаги.
• лесс, представляющий рыхлую горную, непластичную породу, отличающуюся пористостью, мелкозернистостью. Содержит включения силиката, кварца.

Возможно применение отходов промышленного производства, других видов природных материалов и шлаков.

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

• стойкость к воздействию коррозионных процессов;
• устойчивость к воздействию перепадов температуры, глубоким циклам замораживания;
• прочностные характеристики;
• продолжительность твердения;
• подвижность цементного раствора, его эластичность;
• степень проницаемости водой.

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

• Кремниевый диоксид (кремниевая кислота или кварц) – 25 %.
• Известь – 60 %.
• Алюминий (глинозем) – 5 %.
• Оксиды железа и гипс – 10 %.

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

• клинкер, определяющий прочностные характеристики, получаемый при обжиге исходного сырья (известняка, глины). Клинкер является основой конечной продукции, используется в гранулированном виде диаметром 10-60 мм. Клинкер термообрабатывается при температуре порядка полторы тысячи градусов Цельсия. Он плавится с образованием массы с высоким содержанием кальциевого диоксида и кремнезема, которые определяют эксплуатационные характеристики цементных составов. Гранулы дробятся до пылеобразного состояния с последующим обжигом;
• гипс, процентное содержание которого определяет период твердения. Базовая рецептура предусматривает использование до 6% чистого порошкообразного гипса или гипсового камня, содержащего примеси;
• специальные добавки, вводимые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения.

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

• Предварительное смешивание ингредиентов для изготовления клинкера, который делают из известняка, вводимого в количестве 75%, и из глины, доля которой составляет 25%.
• Высокотемпературный обжиг, после которого образуется клинкер. Он – результат процесса соединения глины и извести под воздействием повышенной до 1450 градусов Цельсия температуры.
• Измельчение, осуществляемое с помощью шаровых мельниц. Они представляют горизонтально расположенные барабаны с находящимися внутри стальными шарами, обеспечивающими измельчение клинкера до порошкообразного состояния. С уменьшением фракции помола возрастают эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Этапы производства

Особенности производства предусматривают изготовление цемента различными методами, что сказывается на особенностях применяемого сырья. Это обусловлено расположением цементного производства, спецификой применяемого оборудования, спросом на определённые марки продукции.

Все варианты технологий отличаются только особенностями подготовки исходного сырья, которые осуществляются:

• мокрым путем. Мокрая технология предусматривает использование вместо извести мела, смешивание которого с необходимыми ингредиентами происходит одновременно с измельчением в горизонтальном барабане с обязательным добавлением воды. При этом образуется шихта с концентрацией влаги 30-50%. Шихтовый материал обжигается в печи, превращаясь в шарообразный клинкер, который затем измельчается;
• сухим методом. Сухая технология характеризуется уменьшенной себестоимостью производства цемента, сокращением технологического цикла. Это связано с объединением технологических операций, позволяющих одновременно осуществлять помол и сушку компонентов в шаровой мельнице под воздействием поступающих горячих газов. Полученная шихта имеет порошкообразную консистенцию;
• комбинированным способом. Комбинированный вариант объединяет особенности мокрого и сухого способа производства, но на разных предприятиях имеет определенные отличия. Один из вариантов обеспечивает возможность получение полусухого состава с влажностью до 18%, произведенного путем высушивания шихты, полученной по мокрой технологии. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим ею увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом.

Заключение

Материал статьи предоставляет информацию о том, как делают цемент, какое сырье применяют, какие технологические особенности используют в процессе производства. Имеется множество технологических нюансов, которыми в совершенстве владеют специалисты, занимающиеся изготовление цемента.

Источник

Технология изготовления цемента своими руками

Практически в каждом строительстве прибегают к добавлению цемента – неорганического вязкого материала с хорошими гидравлическими свойствами. Он входит в состав любой смеси для штукатурки. Ещё цемент – это тот материал, который используется в порошкообразной форме на любых стройплощадках.

Можно ли изготовить цемент самостоятельно

Без такого составляющего как цемент невозможно будет приготовить бетон. Данный материал – неорганическое соединение, поэтому перед началом работы нужно разобраться из чего делают цемент в домашних условиях и какие виды пород бывают. Чтобы понять, как сделать цемент самостоятельно, необходимо рассмотреть этапы его производства.

Четыре основных этапа изготовления:

1. Для начала нужно изготовить шлам, смешав известняк и глину в пропорции 3:1 (это самое распространённое соотношение, но можно использовать и другое, в зависимости от добавляемых горных пород).
2. Затем сырье обжигают печи при температуре 1450 градусов. При такой температуре смесь спекается и превращается в камень, а он, соответственно, переламывается.
3. После этого необходимо измельчить полученный клинкер так, чтобы он превратился в порошок.
4. В конце произведенный порошок нужно смешать с добавками (например, с гипсом) в требуемых пропорциях.

Дополнительная информация! Чтобы из порошка цемент превратился в твёрдый материал, в него следует добавить воду!

Эти два раствора отличаются только разным составом, они оба вяжущие, а из-за этого материал получается прочным.

Бетон – это многокомпонентный материал, для его приготовления понадобятся следующие элементы: вода, песок, большой заполнитель (например, гравий, и обязательно с фракциями разного размера).

А для изготовления цемента своими руками понадобится только два компонента – небольшой заполнитель (песок) и вода.

Помимо состава, эти растворы еще и отличаются способом применения:

• Бетон используют при строительстве больших сооружений (например, длинные стены, дорожное полотно, стяжки, но иногда и плитки для тротуара).
• Цементную смесь используют, когда строят небольшие здания, заполняют трещины, дырки или для выравнивания поверхности.

Обратите внимание! Также в строительные растворы часто добавляют известь либо глину, чтобы полученный материал был прочнее.

Разновидности цементного раствора

Основными компонентами для изготовления необходимого стройматериала служат глинистые и карбонатные породы. Но иногда используют и другое сырье (например, некоторые отходы, шлаки и т. д.).

• Карбонатная. Состоит преимущественно из песка средних фракций. Он формирует кристаллическую структуру и не допускает образование трещин. Карбонатная штукатурка обладает особой прочностью, устойчивостью к плесени, а еще она паропроницаема. Такое соединение подойдет под любое покрытие.
• Глинистая. В таком виде штукатурки присутствует два вида вяжущих: цементный стройматериал (водное твердение) и известь (воздушное). Глинистый раствор используют для отделки помещений и фасадов, построения фундамента. Преимущества такой жидкости – это пластичность, возможность послойного нанесения, устойчивость к плесени, доступность и подвижность.

Интересно! Стандартный цемент серого цвета, но есть и белый (предназначен специально для замешивания штукатурных смесей и изготовления плитки). Но его цена больше обычного, так как благодаря ему можно проделать больше видов работ.

Как сделать цемент своими руками в домашних условиях

Пошаговое описание процесса:

1. Подготовка. Необходимо приготовить емкость для замешивания. Надо брать посудину такого же объема, сколько и планируется сделать цемента. Но если емкость будет меньше, то стройматериал придётся собирать с земли. При слишком большом размере посуды, не получится замешать цемент без комочков, а это грозит быстрым разрушением постройки. Ещё важно подготовить емкость с толстыми стенами, чтобы раствор получился качественным (старая ванна будет хорошим вариантом).
2. Необходимо просеять порошок для изготовления раствора. Это обычно делают для того, чтобы не попадал мусор и сам материал получался без комочков.
3. Приготовить специальный миксер для строительства (или дрель с насадками) и смешать все компоненты.
4. Выбрать нужное соотношение (самое распространенное – это 1 часть цемента к трём частям песка).
5. Сначала нужно высыпать в емкость песок, а затем цемент и тщательно перемешать.
   Потом нужно медленно вливать воду в сухие смеси, чтобы получилась правильная консистенция.
6. После всех этих действий можно приступать к работе (делать все нужно быстро, пока полученный стройматериал не затвердел).

Важно знать! Иногда в строительстве нужны и нестандартные смеси, в которые обычно добавляют известь. А она, в свою очередь, не дает материалу быстро засохнуть и делает его более податливым в работе на сложных участках дома.

Может ли самодельный цемент сравниться с промышленным

Особенности цемента, изготовленного в промышленных условиях:

• устойчивость к морозу;
• изготовление из заводских отходов (зачастую шлаки);
• повышенная водонепроницаемость;
• пониженное тепловыделение (из-за этого снижен риск растрескивания цемента);
• придача цвета стройматериалу, чтобы его больше не нужно было дополнительно обрабатывать;
• хорошая прочность.

Самодельный и промышленный цемент изготавливают в одинаковом порядке:

Главная помеха приготовления самодельного цемента — это обжиг при высокой температуре (это очень опасная и сложная работа), да и в идeaльнo cлoжeннoй печи, которую заправили дpoвaми из яceня либо букa, получится максимально добиться только 1000 гpaдуcoв.

При этом в домашних условиях тоже удастся получить стройматериал, только он будет не таким качественным, но базовые задачи самодельный цемент сможет выполнить. И все же, можно добиться результата, если весь процесс будет происходить под надзором человека, который уже хоть раз работал с раствором.

Как на заводе, так и дома можно экспериментировать, придавая цементу разные свойства. Главное – делать всё по инструкции, не спеша, и соблюдая все пропорции.

Декоративный камень своими руками — технология изготовления

Технология изготовления пеноблоков своими руками

Технология изготовления газобетонных блоков своими руками

Источник