Будівництво без цементу неможливо. Ми розповімо, з якої сировини і як виготовляється важливий і потрібний матеріал.
Все про компонентах і способах виробництва цементу
Склад і характеристика компонентіврізновиди в'яжучого
Три способи виготовлення
- сухий
- мокрий
- комбінований
З чого складається цемент
Матеріал використовується дуже широко. Його застосовують як самостійний продукт і вводять в розчини. Все це завдяки властивості сухої суміші - вона може ставати пластичної при додаванні води і через деякий час тверднути, перетворюючись на подобу каменя. Її характеристики кілька варіюються в залежності від складу, тому важливо знати, з чого роблять цемент.
У його складі завжди п'ять основних інгредієнтів. Розберемо їх на прикладі портландцементу, однією з найбільш затребуваних різновидів:
- окис кальцію - не менше ніж 61%;
- кремнію діоксид - не менше 20%;
- глинозем близько 4%;
- окис заліза - не менше ніж 2%;
- окис магнію - не менше 1%.
У суміш вводяться добавки, що поліпшують певні характеристики матеріалу. В якості сировини можуть використовуватися різні породи. Виробництво зазвичай розміщують в безпосередній близькості від родовищ.
Необхідні мінерали видобувають відкритим способом, це:
- Карбонатні породи: доломіт, мергель, черепашник, крейда та інші види вапняків.
- Глинисті породи: лес, суглинки, сланці.
Як добавки використовуються апатити, плавиковий шпат, кремнезем, глинозем і т.д.
різновиди матеріалу
У продаж надходить безліч різновидів цементу. Вони відрізняються один від одного за цілою низкою характеристик:
- Міцність. Найважливіший показник, який вказується на маркуванні. Вона виконується у вигляді букви М і цифри. Остання і позначає міцність. Її визначають в результаті проведення технічних випробувань.
- Фракція. Визначається помелом суміші. Чим він тонше, тим більш якісною вважається продукція. Ідеальним вважається склад з великих і дрібних частинок, оскільки тільки тонкий помел вимагає занадто великої кількості води при замісі.
- Швидкість затвердіння. Варіюється шляхом введення в суміш гіпсу. Залежно від призначення продукту може мати відчутні відмінності.
- Морозостійкість. Визначається реакцією на цикл заморожування і розморожування. Матеріал характеризується кількістю таких циклів, які він витримує без зміни своїх властивостей.
Потреба у воді при замісі розчину залежить від щільності матеріалу, тому кількість води для замісу різних марок відрізняється. Надлишок рідини зменшує міцність цементу.
Залежно від області застосування виділяється кілька типів цементних сумішей.
портландцемент
Твердне на повітрі і в воді. Мінеральні добавки відсутні. Широко використовується для зведення різнопланових монолітних конструкцій.сульфатостойкий
Його особливість - підвищена стійкість до хімічних агресивних середовищ. Характеризується невисоким коефіцієнтом насичення. Це дозволяє застосовувати сульфатостійкий цемент для будівництва гідротехнічних, підземних споруд тощо
пуцолановий
Може вважатися різновидом сульфатостойкого, але з додаванням активних мінералів. Повільно твердне, має високу водостійкість. Використовується для гідротехнічного будівництва.глиноземистий
Підвищений вміст окису кальцію і глинозему. Це дозволяє суміші швидко тверднути. Застосовується для виготовлення швидко тверднуть жаростійких і будівельних розчинів, які знаходять застосування при ремонтних роботах, швидкісному будівництві, зимовому бетонуванні і т.д.
кислототривкий
До складу входить кварцовий пісок і кремнефторістий натрій. Замішується не водою, а рідким склом. Використовується для отримання кислотостойких покриттів. Не витримує постійного впливу води.пластифікований
Виготовляється зі спеціальними добавками, що додають морозостійкість і підвищену рухливість приготованим на цьому цементі розчинів. Вони набувають велику міцність, краще чинять опір корозійних впливів і відрізняються підвищеною водонепроникністю.
Шлакоцемент
В його рецепт включається шлак, відсоток вмісту якого може варіюватися від 20% до 80% від маси продукту. Це здешевлює матеріал, уповільнює швидкість його затвердіння і збільшує жаростійкість. Застосовується для зведення наземних, підводних і підземних об'єктів.
Як показує практика, найбільш затребуваним варіантом є портландцемент. Саме його мають на увазі, коли мова йде про цемент.
Як роблять цемент
Технологія виготовлення полягає в отриманні і подальшому подрібненні клінкеру. Так називаються гранули, які є проміжним продуктом виробництва. Їх склад завжди залишається незмінною. Це вапняк і глина, змішані в пропорції 3: 1. У природі існує мінерал, повністю ідентичний за складом клінкеру. Він називається мергель. Однак його запаси обмежені і не можуть забезпечити потребу виробництва.
Тому на заводах використовується штучний аналог мергелю. Для його отримання необхідні інгредієнти ретельно змішуються в великих ємностях спеціальними барабанами. Підготовлена таким чином маса подається в печі, де обпалюється близько чотирьох годин. Температура процесу складає близько 1500оС. В таких умовах порошок починає спекаться в невеликі гранули. Після охолодження клінкеру зерна спрямовуються на помел. Їх подрібнюють у великих барабанах з кульовими ситами грохотами. На цьому етапі важливо розмолоти гранули і отримати порошкоподібний продукт певних розмірів. Помел визначається розмірами осередків сита. Отриманий порошок змішується з необхідними добавками, які визначають марку і властивості продукту.
Готові цементні матеріали надходять на зберігання або на ділянку розфасовки, де розподіляються в тару різної місткості або їх можна завантажити в спеціальні автомобілі-цементовози.
Незважаючи на загальну технологію, для виробництва складу в залежності від властивостей сировини можуть використовуватися три способи.
сухий спосіб
Цей метод дозволяє значно скоротити час і витрати на виготовлення цементної суміші. Він передбачає кілька етапів:
- Сировина дробиться до отримання зерен дрібної фракції.
- Підготовлені гранули сушаться до досягнення потрібної вологості. Це робиться, щоб полегшити подальші операції.
- Інгредієнти змішують в певних пропорціях. Після чого подрібнюють, отримуючи борошно.
- Порошок подається в обертову піч, де обпалюють, але не спікається в гранули.
Після охолодження готовий продукт направляється на склад або на ділянку фасування.
Сухий спосіб вважається найменш енерговитратним, а тому дуже вигідний для виробників. На жаль, він можна застосувати не для всіх категорій сировини.
мокрий спосіб
У деяких випадках необхідно зволоження підготовленого до виробництва матеріалу. У таких випадках використовується мокрий спосіб. Для приготування клінкеру, який складається з вапняку і глини, замішується суміш з основних компонентів з додаванням води. В результаті виходить в'язка маса, яку називають шламом.
Її закладають в піч, де відбувається випал. У цьому процесі з шламу формуються гранули, які після охолодження відправляються на подрібнення.
Отриманий з клінкеру порошок змішується з розмолотими добавками. Тільки після цього продукт готовий до розфасовки та складування. Вироблений за такою технологією склад мають найвищу собівартість.
комбінований спосіб
Застосовується для зниження вартості готової продукції. Являє собою своєрідний симбіоз сухого та мокрого технології. Спочатку замішується шлам, який згодом зневоднюється. Таким чином роблять клінкер. Він надходить в піч, що працює за «сухий» технології. Далі при необхідності проводиться змішування з наповнювачами, і продукт готовий. Більш детально процес показаний на відео.
Якість цементу багато в чому залежить від сировини, з якого він зроблений, і точності дотримання всіх технологічних етапів. З огляду на, що характеристики виготовлених з нього будівельних матеріалів визначаються якістю суміші, варто звернути на неї найпильнішу увагу.