Химическая формула цемента: из чего делают, состав, гост, характеристики, плотность, вес, отличие от бетона, сертификат соответствия, срок хранения, активность

Получение. Сырьем для получения цементов служат прир. материалы (известковые, глинистые, мергелистые, гипсовые, глиноземистые породы) и пром. отходы (металлургич. и топливные шлаки, золы от сжигания углей, белитовый шлам, отходы от переработки нефелиновых пород и др.).

Табл. 1.-ОСНОВНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

*Гидрофобные добавки — мылонафт, олеиновая к-та, иногда триэтаноламин. **Пластифицирующая добавка — лигносульфонаты. ***При содержании 40-48% Al₂O₃ наз. обычным глиноземистым, при содержании 60-72% Al₂O₃ — высокоглиноземистым (талюмом), при более 72% Al₂O₃ — особо чистым высоко-глиноземистым.

Существуют две осн. теории механизма гидратации цементов: согласно одной из них, гидратация идет в р-ре, из к-рого выпадают образующиеся гидраты, согласно второй — вода присоединяется к твердому в-ву. Гидратные новообразования совместно с первоначальными частицами создают рыхлую коагуляц. структуру, в к-рой протекают процессы кристаллизации гидратов. При этом образуются кристаллич. сростки, пронизывающие структуру и вызывающие уплотнение цементного теста (схватывание). Началом схватывания считается начало процесса потери пластичности, концом — переход в плотное (хотя и непрочное) состояние. Нарастание прочности при твердении определяется медленной кристаллизацией гидратных составляющих цементного камня.
По прочности цементы делится на марки, к-рые определяются гл. обр. пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из цементного р-ра состава 1:3 (по массе) с кварцевым песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Марки выражаются цифрами 300-600 (как правило, через 100), обозначающими прочность при сжатии соотв. в 30-60 МПа (табл. 2).

Табл. 2.— ПРОЧНОСТЬ НЕКОТОРЫХ МАРОК ЦЕМЕНТОВ

Лит.: Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В. В., Химическая технология вяжущих материалов, М., 1980; Кузнецова Т. В., Алюминатные и сульфалюминатные цементы, М., 1986; Taylor H.F.W., Cement chemistry, L., 1990.

Т. В. Кузнецова.

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

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.

2. Определение и состав портландцемента

Портландцемент – гидравлическое вяжущее, продукт тонкого измельчения клинкера, получаемого обжигом до спекания, т.е. частичного плавления сырьевой смеси, обеспечивающей преобладание в нем высокоосновных силикатов кальция. Для улучшения свойств цемента при помоле клинкера добавляют 1,5… 3,5 % гипса (в пересчете на SO₃)/

Клинкером называют любой спекшийся материал. В данном случае это так называемый силикатный клинкер. В нем 70…80 % силикатов кальция. Всего в клинкере более десятка веществ, но основных минералов, оказывающих главное влияние на свойства цемента – четыре (табл.1). Гипс (природный минерал или мономинеральная горная порода СaSO₄.2H₂O) является обязательной составной частью современного портландцемента. Его роль довольно значительна. Во-первых, гипс замедляет схватывание клинкера. Без него схватывание происходило бы за 2-3 минуты, так что цементный материал невозможно было бы уложить и отформовать. Во-вторых, гипс способен при твердении увеличиваться в объеме, а также образовывать химические соединения с алюминатами клинкера также с увеличением объема, что приводит к уплотнению и упрочнению цементного камня.

Таблица 1. Состав портландцементного клинкера

Примечания к таблице

1. . В столбце «Химическая формула» в скобках даны формулы, принятые в химии силикатов и часто встречающиеся в учебниках по строительным материалам. В этих формулах С означает СаО, S – SiO₂, A – Al₂O₃, F – Fe₂O₃.

2. В таблице приведены так называемые стехиометрические формулы, которые выражают только соотношение в соединении условных оксидов элементов. Фактически приведенные соединения являются солями сильного основания Са(ОН)₂ и слабых кислот, содержащих в анионе кремний, алюминий, железо. Например, основной минерал – алит, записанный как 3СаО∙SiO₂ можно представить обычной химической формулой Са₃SiO₅, т.е. как соль кальция от кислоты Н₆SiO₅ (это одна из поликремниевых кислот).

Таким образом, в состав портландцемента входят минералы клинкера, гипс, а также так называемые активные минеральные или гидравлические добавки, основное назначение которых увеличить водостойкость портландцемента. Зачем это надо и что снижает водостойкость цемента можно понять, выяснив роль каждого компонента в составе цемента, их взаимодействие с водой и между собой, влияние этих взаимодействий на свойства цемента.

3. Гидратация минералов клинкера и другие химические реакции при твердении цемента (Химия портландцемента). Влияние химических превращений на свойства.

Гидролиз силикатов цемента (алита и белита)

Реакция гидролиза алита была записана в прошлой лекции. Поскольку алит — главный минерал цемента, эту реакцию надо знать и понимать ее роль в свойствах цемента. Поэтому повторим ее еще раз:

2(3CaOSiO₂) + 6H₂O = 3CaO2SiO₂3H₂O + 3Ca(OH)₂.

Совершенно аналогично происходит гидролиз и второго силиката цемента – белита – с той лишь разницей, что извести выделяется значительно меньше на ту же массу исходного минерала, а также и содержание белита в цементе меньше, чем алита:

2(2CaOSiO₂) + 4H₂O = 3CaO2SiO₂3H₂O + Ca(OH)₂.

В результате этих реакций образуется нерастворимый водостойкий гидросиликат кальция, который в незакристаллизованном состоянии (в виде твердого геля) обволакивает остальные (кристаллические) компоненты цементного камня (см. ниже). Второй продукт реакции – известь – оказывается, наоборот, наименее водостойким компонентом цементного камня, вследствие частичной растворимости извести. Водостойкость цемента в принципе достаточна для бетонных и железобетонных надземных конструкций. Если бетон на портландцементе эксплуатируется в подводных или подземных сооружениях, то для повышения его водостойкости известь, выделяющуюся при гидролизе алита и белита, необходимо связывать в нерастворимые соединения. Эту роль выполняют активные минеральные добавки.

Активные минеральные (гидравлические) добавки, их взаимодействие с известью.

В качестве активных минеральных добавок применяют природные или искусственные материалы, содержащие в своем составе в значительном количестве так называемый активный кремнезем – оксид кремния SiO₂ – в аморфном и высокодисперсном состоянии. Именно благодаря этим свойствам (аморфности и высокой дисперсности) происходит связывание извести активным кремнеземом по реакции:

Са(ОН)₂ + SiO_{2(аморф.)} = CaO SiO₂∙H₂O

Продукт реакции по-другому можно записать так: СaSiO₃∙H₂O. Это еще один гидросиликат кальция, называемый низкоосновным. Он также нерастворим в воде, хотя уступает в водостойкости высокоосновным гидросиликатам, получающимся при гидролизе алита и белита. Таким образом, добавки, содержащие активный кремнезем, повышают гидравличность вяжущего, поэтому их называют также гидравлическими добавками.

Гидравлических, или активных минеральных, добавок известно несколько типов, но в цементе применяют обычно шлак или пуццоланы. Доменный шлак при быстром охлаждении остается незакристаллизованным, поэтому и оксид кремния в нем находится в аморфном состоянии. Разумеется, перед добавлением в цемент шлак размалывают в порошок. К пуццоланам относят горные породы, в которых оксид кремния остался незакристаллизованным – вулканический пепел, диатомит, трепел, опока и др. Широко распространенные в химии и технологии вяжущих термины «пуццоланы», «пуццоланизация» уходят корнями в историю Древнего Рима. Древние римляне добавляли к извести вулканический пепел. Эту смесь и назвали позднее римским цементом. Гидратация и твердение его в точности соответствуют приведенной реакции извести с аморфным кремнеземом. Вулканический пепел добывали вблизи местечка, более позднее (итальянское) название которого звучит как Поццуоли. Отсюда и произошло понятие пуццоланы.

Гидратация трехкальциевого алюмината и гидролиз четырехальциевого алюмоферрита

Трехкальциевый алюминат (см. табл.1) при затворении цемента присоединяет воду по реакции:

3CaOAl₂O₃ + 6H₂O = 3CaOAl₂O₃6H₂O

Гидролиз четырехкальциевого алюмоферрита принято записывать следующим уравнением реакции:

4CaOAl₂O₃Fe₂O₃ + nH₂O = 3CaOAl₂O₃ 6H₂O + CaOFe₂O₃(n-6)H₂O

Наиболее положительное влияние на свойства цемента оказывает гидроферрит кальция – последнее из веществ, записанных в правой части второй реакции. Этот минерал (продукты гидратации, как и исходные вещества, также можно называть минералами искусственного происхождения) придает цементному камню дополнительную прочность. Он всегда образуется в кристаллическом состоянии. Нерастворим в воде (водостоек). Из-за присутствия железа имеет темный цвет. Серый цвет цемента обусловлен именно присутствием железа (как элемента, а не как металла!).

Образующийся по обеим реакциям гидроалюминат 3CaOAl₂O₃ 6H₂O получается в виде хрупких кристаллов. Несмотря на водостойкость и большую скорость твердения, он оказывает отрицательное влияние на свойства цемента – снижает прочность и коррозионную стойкость цементного камня. Для уменьшения его содержания в затвердевшем цементе и вводится добавка гипса.

Роль гипса в процессах гидратации цемента. Эттрингит.

Добавляемый к портландцементному клинкеру природный гипс CaSO₄∙2H₂O при затворении вступает в реакцию с трехкальциевым алюминатом:

3CaOAl₂O₃ + 3(CaSO₄2H₂O) + 26H₂O = = 3CaOAl₂O₃3CaSO₄32H₂O

Продукт реакции – гидросульфоалюминат кальция – более известен под названием «эттрингит». Реакция идет с увеличением абсолютного объема (с расширением), поэтому образующийся в ограниченном пространстве эттрингит уплотняет и упрочняет цементный камень в процессе твердения. При этом значительно снижается возможность образования хрупкого гидроалюмината.

Кроме описанной здесь положительной роли эттрингита, известно также его отрицательное, корродирующее действие на цементный камень и бетон. Коррозия под действием эттрингита происходит в том случае, если он по каким-то причинам образуется в порах уже затвердевшего ранее цементного камня и разрушает его вследствие «распирания» стенок пор. (Процессы коррозии бетона будут рассмотрены в курсе строительных материалов)

Строение цементного камня

В предыдущей лекции отмечалось, что камень вяжущего в общем случае состоит из кристаллического сростка, незакристаллизовавшейся части (твердого геля), непрореагировавших исходных минералов и пор.

На основании рассмотренных здесь реакций, можно конкретизировать строение цементного камня (затвердевшего портландцемента).

Гидроферрит, эттрингит, оставшийся гидроалюминат, и известь – кристаллизуются и образуют поликристаллическую систему из кристаллов неправильной формы, сросшихся в беспорядке. Это и есть кристаллический сросток цементного камня.

Гидросиликаты не доходят до стадии кристаллизации. Они образуют аморфную систему – гель, обволакивающий кристаллический сросток. Благодаря этому камень и получается достаточно прочным.

Из исходных минералов дольше всех гидратируются белит и четырехкальциевый алюмоферит. Но и гидратация всего зерна (частицы) цемента задерживается из-за отмеченной в прошлой лекции медленной диффузии воды в топохимической стадии гидратации. Полная гидратация частицы цемента может продолжаться около двух лет при благоприятных условиях (влажный воздух, положительная температура). Поэтому прочность цементного камня и цементного бетона нарастает не только в течение 28 суток (срок испытания на прочность), но и последующие месяцы. Через 28 суток гидратация цемента проходит всего лишь на 70 %, а процент прочности от максимально достижимого и того меньше.

И, наконец, поры снижают морозостойкость и прочность цементного камня при неправильном формировании пористой структуры, например, пропаривание при температуре выше 90 градусов или снижение температуры ниже нуля до достижения хотя бы 70%-ной гидратации.

Бетон формула химическая — Дизайн мастер Fixmaster74.ru

Формула бетона: марка прочности и состав. Влияние на технические характеристики

Понятное дело, что составы бетонов, используемых для гражданского строительства, а также, к примеру, для строительства атомных электростанций, существенно отличаются. О составе этого материала можно говорить очень много, поэтому давайте остановимся на главных аспектах, касающихся исключительно возведении жилищных объектов.

На фото – раствор с гравием

Марка прочности и состав бетона

Под маркой прочности любого строительного материала, в т.ч. бетона, кирпича и т.п., понимается величина максимальной нагрузки, которую может выдержать данный материал без утери своих прочностных свойств. Для наглядного примера можно взять кирпич, имеющий прочность 200.

Самый востребованный в строительстве бетон М200

Это значит, что один квадратный сантиметр его площади способен выдержать нагрузку до 200 кг. Если взять общую площадь поверхности кирпича, которая равняется 300 см 2 , и перемножить с маркой, получим общую массу, которую способен выдержать один кирпич. Это значение в нашем случае равняется 60 т.

Такой бетон чаще всего используется в гражданском строительстве для создания ростверка – подошвы фундамента.

• в качестве армированного пояса вокруг здания;
• при заливке кирпичных колонн;
• для создания прогонов;
• перемычек несущего типа;
• отмостков;
• ж/б перекрытий.

Кроме того, есть формула для определения водопоглощение по массе бетона, которая зависит от массы высушенного образца (m_c) и водонасыщенного (m_в) в граммах. Выглядит она так: W_м = .

Проверку готового материала проводят в лаборатории

Выбор компонентов для бетона

1. Одним из ингредиентов, который не упомянули, однако он очень важен при создании бетона, является вода. В идеале она должна обладать кристальной чистотой.

Вода должна быть чистой

Не рекомендуется использование воды, полученной после дождя, а также жирной или масляной (которая, к примеру, хранилась в бочках из-под масла). Наиболее подходящим вариантом для создания прочного бетона является обычная водопроводная. Если же планируется изготовление стяжек и т.п. вещей, вполне подходящим будет и дождевая, речная, озерная и другая не совсем чистая вода.

Совет: отличные результаты показывает бетон, изготовленный из воды из колодца или скважины.

1. Еще одним материалом, используемым во время изготовления бетона, является щебень. Наиболее встречаемый вариант – щебень-известняк, имеющий фракции в пределах 20-35 мм. Его цена в данном диапазоне наиболее привлекательна.

1. Если же требуется получение более прочного бетона, можно использовать иные материалы – к примеру, гранит или доломит. Однако стоит отметить, что радиационный фон первого зачастую бывает выше установленных норм.

Цемент

Главным связующим элементом бетона является цемент, химическая формула которого — 3CaO*2SiO2*3h3O. Наиболее часто используемой является марка 400. Сразу хочется предупредить, что большинство заводов производят именно такую марку, однако качество, как правило, может существенно отличаться. Это подтверждено горьким опытом строителей.

Если же говорить о рекомендациях, вполне приличным является бетон из цемента М 400, изготовленный в Балаклее. Он имеет маркировку ШПЦ II/Б-Ш-400. Неплохо себя проявляет и ПЦ II/Б-Ш-400, который производится в Амвросиевке.

Песок

Если обращаться к теории, необходимо использовать исключительно карьерный песок. Дело в том, что его песчинки имеют неправильную форму (они являются более шершавыми).

В результате увеличивается площадь сцепления этого материала, что в свою очередь улучшает прочностные качества. А вот речной или морской характеризуется более гладкой формой песчинок, что негативно влияет на сцепляемость.

Однако есть у песка, добытого в карьере, и существенный недостаток – в нем очень часто встречается глина. Происходит это из-за намывки, которая часто используется для его добычи.

Он вымывается из земли и подается к поверхности через специальную трубку. И очень часто в итоге вместе с ним попадает глина. Кстати, и в речном песке довольно часто можно встретить подобные примеси, поэтому он ни в чем не превосходит карьерный.

Совет: учитывая более доступную цену на песок, добытый в карьере, его можно использовать даже с примесями глины (для подсыпки или же в бетон, для которого не нужна высокая прочность).

Если же в нем нет глины, однако встречаются мелкие камни, его уже можно использовать и для бетона. Однако он не подойдет для кирпичной кладки, песок предварительно следует просеять его через сито.

Немного о пропарке бетона

Довольно часто можно услышать от людей или прочитать где-то, что бетонные изделия, которые изготавливались методом пропарки, отличаются более высокими прочностными характеристиками. Одним из примеров такого изделия можно назвать шлакоблок.

Компании, занимающиеся производством подобных материалов, утверждают, что они имеют более высокую прочность, в результате этого их стоимость оказывается выше обычного. Но реальность немного другая.

Дело в том, что метод пропарки никоим образом не влияет на прочностные качества бетона (в лучшем случае, может повысить их на пол процента). Единственное преимущество подобных материалов заключается в том, что бетон в них схватывается гораздо быстрее.

Многие тут же зададутся вполне логичным вопросом – зачем же переплачивать? Пропаренные бетоны помогают быстрее осуществлять распалубку, а также не требуют увеличения размеров складских помещений, где бетон будет дозревать.

При этом скорость схватывания увеличивается в два раза. Если 100% прочность обычного бетона набирается приблизительно за месяц, то пропаренному для этого понадобится всего около двух недель.

Как происходит пропарка бетона

В завершение темы о пропарке хотелось бы отметить, что подобный бетон практически не отличается от обычного, если последний дозревал при нормальных условиях, когда:

• исключалось пересыхание;
• не было перемерзания;
• достигалась необходимая температура (+5 — +25 0 С).

Технические характеристики бетона

1. Очень важно помнить о большом весе бетона, поэтому опалубку необходимо изготовлять такой, чтобы она смогла этот вес выдержать.
2. Основным фактором, влияющим на массу, является наполнитель. В результате этого плотность этого материала может колебаться в пределах от 500 до 2500 кг/м 3 . Средним показателем веса 1 м 3 является 2,2 т.

Во время обустройства потолочной опалубки высчитать давление бетона достаточно просто. Необходимо перемножить между собой толщину бетонного слоя и его плотность. К примеру, на квадратный метр бетонного потолка, толщиной 25 см, и плотностью 2,2 т/м 3 , будет давить 550 кг.

Из этого можно сделать вывод, что материал является достаточно тяжелым. Поэтому при изготовлении опалубки не стоит экономить, так как ее разрушение может привести к еще большим затратам.

Рекомендации

Для гражданского строительства, например, для возведения дома, можете воспользоваться следующим:

• лучше использовать две марки бетона. Для ростверка применять М100, а для других ЖБИ – М200;
• сама смесь не должна быть слишком густой. Такой материал, как щебень лучше использовать по максимуму. Цемент и наполнители должны быть качественными;
• бетон должен созревать и, соответственно, набирать прочностные характеристики при нормальных условиях;
• пропарка – дело каждого, однако не нужно ничего усложнять;
• правильный расчет веса бетона, который будет оказывать давление на опалубку, поможет избежать ее разрушения.

Вывод

Существующие марки бетона позволяют осуществить любые строительные работы. Однако в целях экономии и правильного расчета конструкций все же следует обращать внимание на состав материала. Только в этом случае вы сможете организовать работу должным образом.

Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

Компонентный состав бетона

Такой строительный материал как бетон является очень распространенным материалом, который можно получить, смешав определенные компоненты, такие как вяжущее вещество, вода, заполнители и добавки. Пожалуй, каждому известно, что бетон используется повсеместно в различных сферах строительства, будь то обычное частное строение или же строительство промышленных и индустриальных построек. Еще на момент проектирования будущего строения составляется смета и определяется марка и состав бетона для каждого конкретного бетонного элемента, будь то несущая стена, фундамент и пр.

Классификация бетона

Существует большой выбор бетонных смесей, которые можно классифицировать в зависимости от различных характеристик, например по прочности сжатия, по объемной массе.

• По прочности сжатия бетон можно разделить на цементный, силикатный, полимербетон и прочие виды. В данном случае классификация происходит по типу вяжущего вещества, который определяет не только прочность, но и марку бетона.
• По объемной массе бетон можно классифицировать на легкий и тяжелый. В первом случае его масса обычно составляет максимум 1800 кг на 1 куб. м., во втором случае его масса значительно превышает 1800 кг и в большинстве случаев используется исключительно в индустриальном строительстве.

Характеристика основных составляющих бетона

Из чего состоит бетон? Как правило, основными компонентами качественного бетона являются:

• Щебень или гравий.
• Песок.
• Цемент.
• Вода.
• Различные химические добавки.

Каждый компонент смеси должен иметь определенные характеристики, о которых дальше пойдет речь.

Щебень или гравий

Данный элемент бетона, по сути, играет роль заполнителя. Используя щебень в бетонной смеси можно значительно увеличить прочность и долговечность бетонной конструкции, а также уменьшить усадку и ползучесть раствора.

Щебень может быть нескольких видов: известняковый, гравийный и гранитный.

Важно обращать внимание на форму щебня, поскольку она может значительно влиять на удобство заливки бетонной смеси. К примеру, можно отметить, что щебень, имеющий плоскую и игловатую форму, уменьшает прочность конструкции и увеличивает расход других компонентов смеси (например, цемента, который является достаточно дорогим), при этом морозоустойчивость бетона в зимнее время падает. Именно поэтому для приготовления бетона такой щебень не применяют.

• Гранитный щебень. Данный вид материала чаще всего используется для приготовления бетона, который будет использоваться для дорожных покрытий. Он имеет фракции от 5 до 70 мм, и наиболее популярными являются частицы 20-70 мм.
• Гравийный щебень. Данный вид является наиболее востребованным и доступным и применяется для приготовления бетона и железобетона. Он имеет в своем составе частицы размером 3-70 мм, и наиболее востребованными из которых являются 5-20 мм.
• Известковый щебень. Данный вид щебня является экологически чистым материалом. Он обладает повышенной ударостойкостью и морозоустойчивостью.

Какой щебень использовать для бетонной смеси напрямую зависит от сооружения, которое будет выполняться из бетона. Самым оптимальным вариантом для строительства является гравийный щебень, поскольку обладает достаточно высокой прочностью и доступностью для всех слоев населения.

Песок

Песок, как и щебень, является заполнителем в бетонной смеси. Чтобы получить качественный раствор необходимо подойти к его выбору достаточно серьезно. На рынке стройматериалов на сегодняшний день существует огромный выбор песка, например речной, карьерный, морской, кварцевый, однако не все из них могут использоваться для бетона.

К примеру, песок, который в своем составе имеет глину, значительно снижает морозоустойчивость и прочность бетона, поэтому данный вид песка категорически не рекомендуется использовать.

При серьезном строительстве для приготовления бетона рекомендуется использовать речной песок, поскольку он имеет однородные фракции и хорошее качество, в нем не содержится большого количество инородных органических или глинистых примесей, поэтому он является наиболее идеальным.

В случае если на готовую бетонную конструкцию больших нагрузок не предвидеться, а прочность нужна не слишком велика, то в таком случае можно использовать карьерный песок, который позволит сообщить составу необходимую вязкость.

Песок можно классифицировать в зависимости от фракций зерен, и наиболее пригодным для бетона является крупный, который содержит оптимальное количество средних и мелких зерен.

Кроме того, для приготовления бетонной смеси высокого качества рекомендуется использовать сухой песок с невысокой влажностью. В случае если просушить песок не представляется возможным, рекомендуется уменьшить количество воды при приготовлении бетона.

Цемент

Цемент является наиболее дорогим компонентом бетонной смеси, поскольку является вяжущим веществом. Его производят на специальных цементных заводах, которые можно отнести к тяжелой промышленности. Цемент можно классифицировать по марке и количеству химических добавок.

Самый популярной разновидностью цемента является портландцемент, который имеет в своем составе специальные добавки, улучшающие свойства материала.

Чтобы правильно подобрать необходимую марку цемента для бетона, можно воспользоваться следующими рекомендациями от специалистов:

• Цемент марки М400 и ПЦ400(Д20) наиболее часто используется при строительстве фундамента для частного сектора.
• Цемент марки М400 и ПЦ400 (Д0) не имеют в своем составе добавок, которые позволяют использовать его для фундамента с высокой устойчивостью к воде и морозам.
• Цемент марки М500 и ПЦ500 (Д20) наиболее часто используется при строительстве высокоэтажных, промышленных построек, гипермаркетов и пр.
• ПЦ500 (Д0) используется только для промышленных нужд, чаще всего для участков, где влажность превышает допустимые нормы, а климат является неустойчивым.

Химические добавки

Существует огромное количество различных химических добавок, которые добавляются в бетон для придания различных свойств. Одни могут повышать прочность конечной конструкции, другие повышают морозоустойчивость и позволяют использовать бетон в зимнее время.

Количество воды для бетона определяется в зависимости от необходимой марки бетона и может корректироваться. Для бетона лучше всего использовать не холодную, но и не горячую чистую воду, без всяких примесей.

Процесс приготовления бетона

Рассмотрим процесс приготовления 100 кг бетонной смеси. Для него необходимо подготовить следующий состав:

• Цемент 30 кг.
• Песок 70 кг.
• Щебень 100 кг.

Первое что необходимо сделать, это смешать все сухие составляющие, то есть песок, цемент и щебень до однородной массы. Затем можно постепенно вливать воду, пока смесь не получиться нужной консистенции. Зачастую бетонный раствор напоминает “густой творог” и не растекается.

Также немаловажно помнить, что приготовление бетона должно происходить при плюсовой температуре окружающего воздуха, иначе это может повлиять на характеристики бетона.

В заключение нужно сказать, что для получения высококачественного бетонного раствора необходимо уделять большое внимание его составляющим, в особенности, если бетон заказывается на заводе, поскольку на сегодняшний день существует достаточно много недобросовестных производителей. Цена бетона напрямую зависит от цены всех компонентов, и если стоимость раствора занижена, это может означать только то, что в процессе его изготовления используются дешевые материалы.

БЕТОН (франц. beton, от лат. bitumen — горная смола), искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего материала, воды и инертных заполнителей. Вяжущим в бетоне чаще всего является цемент, содержание к-рого составляет 10-15% от массы бетона. Используют также гипс, шлаковые и известково-песчаные вяжущие, р-римое стекло, цементы с добавлением полимерных материалов или битумно-дегтевых вяжущих. Вводят также добавки пластификаторов, пенообразователей, ускорителей или замедлителей схватывания и т.д. Бетоны классифицируют чаще всего по плотности (см. табл.).

* Кислая водосодержащая вулканич. порода; состоит из сцементированных между собой шариков.

Состав бетонной смеси подбирают в зависимости от требуемых св-в изделий. Свежеприготовленная смесь должна иметь достаточную подвижность. Ее гомогенизируют в бетономешалках, укладывают и уплотняют механизированным способом (вибрация). Прочность бетонов возрастает особенно быстро в течение первых 7-14 сут. Марка бетона выражает прочность на сжатие (в кгс/см 2 ; 1 кгс/см 2 = = 0,1 МПа) стандартных кубич. образцов с ребром 15см, к-рые подвергаются испытанию через 28 сут после твердения при 15-20°С при возведении пром. и гражданских сооружений и через 180 сут-при возведении гидротехн. сооружений. Твердение бетона ускоряется при повышенной т-ре, поэтому при изготовлении изделий из бетона и железобетона часто применяют обработку паром при обычном давлении или в автоклаве. В СССР для тяжелого бетона установлены след. марки бетона (М): 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и выше (через 100). При определении расхода цемента на 1 м 3 бетона учитываются требования, предъявляемые к прочности, плотности бетона и пластичности бетонной смеси.

В зависимости от назначения бетон подразделяют на общестроительный (к нему относятся тяжелый и легкий бетон) и специальный — гидротехн., дорожный, химически стойкий, жаростойкий, декоративный. Дорожный бетон отличается повыш. прочностью, морозо- и износостойкостью. Химически стойкий бетон содержит разл. вяжущие и заполнители в зависимости от агрессивности среды. В кач-ве заполнителей для жаростойкого бетона используют огнеупорные материалы — шамот, динас, корунд. Декоративный бетон содержит большое кол-во заполнителя (гранитная или мраморная крошка и др.), вяжущее в нем — портландцемент с пигментами. Для создания высокопрочных бетонах применяют суперпластификаторы, к-рые изменяют реологич. св-ва цемента, регулируют физ.-хим. процессы гидратации и твердения цементного теста, модифицируют структуру затвердевшего бетона. Наиб. использование находят суперпластификаторы на основе нафталинсульфокислот, меламиновой смолы и модифицированных лигносульфонатов. Обычно их вводят в бетонную смесь в кол-ве 0,2-1% от массы цемента.

В зависимости от размера заполнителя различают крупно- и мелкозернистый бетон. Первый содержит щебень или гравий с частицами размером 10-150 мм, второй — кварцевый песок или мелкий щебень с крупностью зерен 0,15-10 мм.

===
Исп. литература для статьи «БЕТОН» : Миронове А., Мал и ни на Л. А., Ускорение твердения бетона, 2 изд., М., 1964; Шестоперов С. В., Технология бетона, М., 1977; Баженов Ю.М., Бетонополимеры, М., 1983; Баженов Ю. М., Комар А. Г., Технология бетонных и железобетонных изделий, М., 1984. П.Ф.Румянцев.

Бетон формула химическая

* Кислая водосодержащая вулканич . порода ; состоит из сцементированных между собой шариков .

Состав бетонной смеси подбирают в зависимости от требуемых св-в изделий. Свежеприготовленная смесь должна иметь достаточную подвижность. Ее гомогенизируют в бетономешалках, укладывают и уплотняют механизированным способом (вибрация). Прочность Б. возрастает особенно быстро в течение первых 7-14 сут. Марка Б. выражает прочность на сжатие (в кгс/см 2 ; 1 кгс/см 2 = = 0,1 МПа) стандартных кубич. образцов с ребром 15см, к-рые подвергаются испытанию через 28 сут после твердения при 15-20°С при возведении пром. и гражданских сооружений и через 180 сут-при возведении гидротехн. сооружений. Твердение Б. ускоряется при повышенной т-ре, поэтому при изготовлении изделий из Б. и железобетона часто применяют обработку паром при обычном давлении или в автоклаве. В СССР для тяжелого бетона установлены след. марки Б. (М): 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600 и выше (через 100). При определении расхода цемента на 1 м 3 Б. учитываются требования, предъявляемые к прочности, плотности Б. и пластичности бетонной смеси.

В зависимости от назначения Б. подразделяют на общестроительный (к нему относятся тяжелый и легкий Б.) и специальный — гидротехн., дорожный, химически стойкий, жаростойкий, декоративный. Дорожный Б. отличается повыш. прочностью, морозо- и износостойкостью. Химически стойкий Б. содержит разл. вяжущие и заполнители в зависимости от агрессивности среды. В кач-ве заполнителей для жаростойкого Б. используют огнеупорные материалы — шамот, динас, корунд. Декоративный Б. содержит большое кол-во заполнителя (гранитная или мраморная крошка и др.), вяжущее в нем — портландцемент с пигментами. Для создания высокопрочных Б. применяют суперпластификаторы, к-рые изменяют реологич. св-ва цемента, регулируют физико-химический процессы гидратации и твердения цементного теста, модифицируют структуру затвердевшего Б. Наиб. использование находят суперпластификаторы на основе нафталинсульфокислот, меламиновой смолы и модифицированных лигносульфонатов. Обычно их вводят в бетонную смесь в кол-ве 0,2-1% от массы цемента.

В зависимости от размера заполнителя различают крупно- и мелкозернистый Б. Первый содержит щебень или гравий с частицами размером 10-150 мм, второй — кварцевый песок или мелкий щебень с крупностью зерен 0,15-10 мм.

Лит.: Миронове А., Мал и ни на Л. А., Ускорение твердения бетона, 2 изд., М., 1964; Шестоперов С. В., Технология бетона, М., 1977; Баженов Ю.М., Бетонополимеры, М., 1983; Баженов Ю. М., Комар А. Г., Технология бетонных и железобетонных изделий, М., 1984. П.Ф. Румянцев .

ВЕШАНА РЕАКЦИИ. 1) Восстановление ароматич. нитросоединений ArNO₂ до аминов ArNH₂ действием на в-во железных стружек в разб. к-тах (главным образом в соляной) или в р-рах электролитов (FeCl₂, NH₄CL, СаС1₂ и др.) при нагревании. В кислой среде реакция протекает через стадии образования нитрозо- и гидроксиаминопроизводных. Выходы аминов достигают 98%. Б. р. (главным образом с использованием электролитов) широко применяют в пром-сти красителей для получения анилина, анизидина, толуидина и др. В р-цию, подобную Б. р., вступают также алифатич. и нек-рые гетероароматич. нитросоединения. реакция открыта А. Бешаном в 1854.

Лит.: Эфрос Л. С, Горелик М. В., Химия и технология промежуточных продуктов, Л., 1980, с. 466-81; Porter H. К., Organic reactions, v. 20, N.Y.-L, 1973. p. 455-81.

2) Получение пара-замещенных ариларсоновых к-т нагреванием ароматич. аминов, фенолов или эфиров фенолов с мышьяковой к-той; напр.:

Не вступают в р-цию производные нафталина (кроме

Лит.: Гамильтон К., Морган Дж., в сб.: Органические реакции, пер. с англ., сб. 2, М., 1950, с. 461-65. Н. Э. Нифантъев .

Химическая Формула Цемента,Специальный Портландский/силикатный Цемент,Белый

Краткая информация

Происхождение товара:

Jiangxi, China

Наименование:

SDH

Модели:

White Cement

Цвет:

Белый

Особенность:

Кислотостойкий, Декоративный, Огнеупорный, Устойчивый к сульфатам

Основное сырье:

Силикат

Тип:

Силикатный цемент / портландцемент

Характеристика затвердевания:

Сверхбыстрое затвердевание

Теплота гидратации:

Слабый нагрев

Класс прочности, МПа:

42.5

Product name:

Chemical formula of cement special portland/silicate cement white

Standards:

CEM II 42.5

Application:

Industry Construction

MGO:

1.76

Grade:

42.5

Stability:

Qualified

Certificates:

ISO9001:2008

Whiteness:

90%

Color:

white

Возможности поставки

Возможности поставки:

2000 Ton/Tons per Day

Упаковка и доставка

Подробности об упаковке

PP соединение пакет
40 кг, 50 кг, сумка-Биг-бег

Порт

Nanchang/Xiamen/Shanghai

Время выполнения заказа: :

Shipped in 2 days after payment

состав, химическая формула и производство

Химический состав

Цемент, как вещество представляет собой смесь нескольких соединений, которая включает в себя: оксиды кальция, кремния и алюминия в больших количествах, а окислы железа и другие примеси в малом объеме. Наиболее распространённый портландцемент содержит четыре основные химические составляющие: алит (ЗСаО SiО2), белит (2СаО SiО2), целит (ЗСаО Аl2О3) и браунмиллерит (4СаО Аl2О 3Fе2О3), которые, в свою очередь, от количественного состава придают различные свойства конечному продукту.

К примеру: химический состав портландцемента представляет собой: 60-67% оксида кальция (СаО), 19-24% диоксида кремния (SiО2), 4-8% окиси алюминия (Аl2О3), 2-6% окиси железа (Fе2О3) и до 3% присадок других элементов.

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.

Общие сведения

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

• Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
• Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
• Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
• Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Общие сведения

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

• Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
• Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
• Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
• Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Сырьевые материалы

Цемент производят на заводах, которые находятся в непосредственной близости от мест разработки горных пород, служащих сырьем для строительного материала. К естественному сырью для цемента относятся:

• карбонатные минералы. К ним принадлежат известняки, доломиты, мергели, а также смеси этих пород. Большинство этих минералов было образовано на дне морей и озер осадочным способом. Толщина пластов может достигать нескольких сотен метров. Кристаллическая решетка разных видов карбонатных минералов имеет разную степень устойчивости. Это определяет их способность сплавляться с другими компонентами в процессе изготовления цемента.
• глинистые материалы. Мелкодисперсные породы, которые также были образованы осадочным способом. Состоят из основы — глинистого вещества и большого количества примесей. Это сырье при добавлении воды увеличивается в объеме, становится вязким, пластичным.

Силос для хранения цемента

Остановимся подробнее на основных сырьевых компонентах, входящих в состав цемента.

Состав и прочность

Важнейшим показателем качества цемента является прочность изделий, изготовленных на его основе. ГОСТом установлены необходимые показатели, которые обозначаются особой маркировкой. Цифра означает предел прочности на изгиб и сжатие при лабораторных испытаниях стандартных образцов, на устойчивость к нагрузкам которых влияет и состав цемента. М400 означает, что образцы выдержали нагрузку в 400 кг/см² (или 40 Мпа).

Исследования показывают, что минеральный состав исходного сырья – важнейший фактор, влияющий на прочность цементных растворов и бетонов. Правильный подбор компонентов позволяет найти нужную пропорцию между скоростью набора прочности и конечной величиной устойчивости к нагрузкам, которая только увеличивается с течением времени. Состав цемента М500 позволяет создавать балки и плиты, способные выдерживать колоссальные нагрузки.

Сегодня в мире производится огромное количество цемента самого различного качества. Выбор сырья для него часто определяется экономическими факторами, и при правильном отношении к строительному процессу следует знать, из чего состоит цемент, который будет использоваться, чтобы сделать правильный выбор и быть уверенным в прочности и долговечности будущего дома.

Как сделать цементный раствор

Наиболее простым способом получить в домашних условиях раствор, пригодный для цементирования мелких трещин, является приготовление смеси на основе следующих ингредиентов: воды, водной извести и каменной золы. Эти вещества перемешивают до получения однородной, вязкой массы, которую необходимо сразу же использовать, так как срок хранения этого раствора составляет не более двух часов.

Прочие варианты самостоятельного изготовления цемента предусматривают наличие печи для обжига материала и мельницы для размалывания клинкера в порошок.

Для приготовления цементного раствора потребуется сам цемент, вода и заполнитель (для штукатурных и кладочных растворов используется речной или карьерный песок).

Соотношение ингредиентов в растворе зависит от применения данного материала, но в большинстве случаев рекомендуется использовать формулу: 3 части песка на 1 часть цемента. Вода добавляется исходя из потребности в получении более пластичного или вязкого раствора.

Используемое сырье

Лучше воспользоваться продуктом, изготовленным под наблюдением специалистов на высокопроизводительном оборудовании. Для изготовления цементного состава необходимы следующие специальные компоненты:

• природное карбонатное сырье (известняк-ракушечник, известковый туф, мел). Доля в суммарном объеме продукта составляет 74-82%. Структура исходного материала определяет степень эффективности взаимодействия используемых ингредиентов при обжиге;
• глинистые породы (глинистый сланец, суглинки, лесс). Процентное содержание глиносодержащей породы составляет 26-18%.

Для производства цемента применяют:смесь из известняка и глины – клинкер

Производственные этапы изготовления цемента

Сначала производится смешивание известняка с глиной в соотношении 3/1. Затем смесь подвергается обжигу при высокой температуре. В результате образуется исходный материал для получения цемента. Называется он клинкер. Гранулированный клинкер отправляют на измельчение в шаровые мельницы.

Существует три способа получения цемента.

В зависимости от технологии изготовления он может быть:

• мокрый;
• сухой;
• комбинированный.

Различия состоят в методах подготовки исходного сырья.

В соответствии с мокрой технологией используется не известь, а мел. Его смешивание с глиной и другими ингредиентами происходит с добавлением воды. В результате получается шихта влажностью от 30 до 50 процентов. Шихта преобразуется в шарики клинкера во время обжига.

По сухой технологии укорачивается процесс изготовления, так как две операции (сушка и измельчение) объединяются в одну. Получаемая шихта становится порошкообразной.

На разных предприятиях комбинированный способ используют по-разному. В одних случаях сначала получают сухую шихту, а затем увлажняют ее. В других используют не мокрый, а полусухой способ с низкой влажностью, не превышающей 18%. Обжиг выполняется в обоих случаях.

Как изготавливается

Из чего же делают цемент? Процесс изготовления строительного материала достаточно энергоемкий, в него входит получение клинкера и превращение его в порошкообразный материал.

При добыче составляющих для производства цемента из извести проводится разработка соответствующих месторождений. Необходимый слой для изготовления находится на некоторой глубине. После извлечения известняк направляется на раскалывание.

Производство

Расколотые мелкие части сушатся, а затем размалываются и смешиваются с другими частицами нужных компонентов. Эта смесь сырьевых материалов подвергается воздействию очень высоких температур и в результате формируется промежуточный продукт — цементный клинкер.

Вообще производство цемента сводится к двум вариантам. В первом случае смешивание компонентов происходит в сухом виде, во втором случае делается водный раствор, в котором перемешиваются все ингредиенты.

Более подробно о производстве цемента смотрите на видео:

Физико-механические свойства цемента

В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный не требующий теплоты на испарение воды и, следовательно, перспективный находит все большее применение.

В РФ действует несколько крупных цементных комбинатов, работающих по сухому способу. Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой.

Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает м, а иногда доходит до м, диаметр — до 6 м. По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии — в специальных устройствах — холодильниках.

Существует и достаточно прогрессивный способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция.

Технология производства

Современные производители цемента могут изготавливать его по разному рецепту, но общая технология производства остается одинаковой для всех марок. Основные отличия заключаются в разном исходном сырье вяжущей добавки, а весь остальной технологический процесс идентичный.

Его можно разделить на несколько стадий:

1. Первый этап — приготовление исходного сырья. Процедура подразумевает продолжительное измельчение известковых камней и глины, а затем смешивание компонентов в правильной пропорции. Зачастую состав цементного раствора включает в себя 3 части известняка и одну часть глины. Также в нем может присутствовать мергель, который является осадочной горной породой.
2. Второй этап — обжиг состава и подготовка клинкера. Исходный раствор помещается в специальный резервуар и обрабатывается под воздействием высокой температуры. Ее значение может достигать 1500 градусов Цельсия. В такой среде шлам успешно обжигается, становясь клинкером. Затем его измельчают с помощью специальных жернов до порошкообразного состояния.
3. Третий, последний этап — соединение всех частей для производства портландцемента. Измельченный клинкер разбавляется гипсом в пропорции 5%, а также дополнительными минеральными компонентами.

Карбонатные породы

Главными представителями семейства карбонатных пород считаются:

мел — мягкая горная порода, которая легко крошится и перетирается до пылеобразного состояния. В составе цемента может содержаться до 20-25 процентов мела. Эта добавка улучшает сцепление цемента с песком в процессе приготовления раствора;

мергелистый известняк или мергель является переходным звеном между известняком и глинистыми породами. На вид это слоистый или монолитный камень, твердость которого зависит от того, какой процент глины в нем содержится;

известняки, не содержащие кремний. Чаще всего они представлены в виде ракушечника, пористого и легко разрушающегося при нажатии;

доломитовые породы, обладающие исключительной прочностью. Доломитовый цемент — это продукт высокого класса, экологически чистый, быстро твердеющий.

Содержание карбонатных пород в цементе обычно ограничивается 30%, но в отдельных случаях может достигать 60%.

Теория приготовления бетонных смесей

Прежде чем перейти к непосредственному описанию того, как можно будет сделать подобный раствор своими руками, следует определиться с понятиями.

Таблица пропорций для разных марок раствора.

Цемент – материал, который имеет порошкообразную форму, применяется на строительных площадках. Данный материал отличается определенной степенью вязкости, обладает хорошими гидравлическими свойствами.

Подобные характеристики дают возможность обеспечить порошку возможность создания устойчивых связей с водой либо какими-нибудь другими жидкостями, при этом создавая раствор в виде пластичных масс. При затвердевании такой массы будет образовываться камнеподобный материал, который отличается жесткостью и прочностью.

Цемент можно отнести к вяжущим неорганическим материалам (в данную группу можно отнести гипс и известь). Все, что рабочие строители будут добавлять к вяжущим материалам (растворы, жидкости, добавки минерального типа), предназначается для того, чтобы улучшить качества вяжущего материала, для того, чтобы изменить его состояние до жидкого либо твердого.

Разновидности сырья для производства определенных видов цемента

Когда изготавливают данный продукт, соблюдаются специальные технические условия, в частности, близкое расположение завода и месторождения, с которого получается ряд структурных элементов. Получить такой порошок позволяет применение какого-либо компонента из перечисленных далее:

• Карбонатные ископаемые. Это особо ценные ископаемые с нестандартной кристаллической или аморфной структурой. При своих характеристиках они способствуют тому, что цементный раствор будет высокого качества, а их химические возможности обуславливают отличное взаимодействие с другими структурными элементами порошка.
• Осадочные породы преимущественно глинистого структурного типа. За счет этих минеральных элементов, содержащихся в готовящемся материале, порошки увеличиваются при увлажнении, а также сохраняют за собой пластичную структуру. Глиной называют вязкую массу, которая задействуется, когда нужно сделать цемент сухим методом.

Стоит подробнее остановиться на конкретных примерах ископаемых, каждой конкретной категории.

Состав

Вы когда-нибудь размышляли о том, из чего делают цемент? Его состав зависит от особенностей сырья и марки раствора. К примеру, в один из самых популярных на строительном рынке «Портландцемент» входят такие вещества:

• На 25% он состоит из кварца
• На 60% — из извести
• 5% — алюминий (глинозем)
• 10% занимают оксиды железа и гипс.

Состав цемента

По большей части при изготовлении раствора используются карбонатные и глинистые соединения. Существует множество видов этого строительного материала. Различные технологии производства и марки данного продукта обычно отличаются только процентным смещением в ту или другую сторону его составляющих.

Отдельные виды, шлакопортландцемент, например, содержит в составе угольный шлак: продукт, образующийся в результате обжигания клинкера.

Вне зависимости от рецепта, неизменные компоненты цемента — известняк и глина. При этом содержание известняка допускается не менее, чем в три раза, выше глины, чтобы достичь необходимого высокого уровня качества клинкера для производства цемента.

Основные ингредиенты цемента:

• Клинкер. Он определяет прочностные свойства цемент и является результатом обжигания глино-известянковой смеси. Клинкер — это основа конечной продукции, используется он в гранулированном виде (диаметр гранул варьируется от 10 до 60 мм). Термическая обработка клинкера происходит при средней температуре 1500 градусов по Цельсию. При его плавлении образуется масса, которая в большом количестве сдержит диоксид кальция и кремнезем. Именно они в будущем будут определять эксплуатационные характеристики цементной массы. Далее гранулы раздавливаются до порошкообразного состояния и обжигаются.
• Гипс. Процент содержания гипса в цементном составе определяет период твердения конечного продукта. Классическая рецептура предусматривает использование до 6% этого компонента.
• Специальные добавки, используемые для усиления имеющихся свойств или придания составу специальных характеристик, расширяющих сферу применения. К примеру, марка 400 используется для заливки фундамента и сооружения балок перекрытий в высотных зданиях. Также очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетонированный конструкций и различной арматуры.

Цвет

Привычный цвет цемента – тёмный или светлый серый. Некоторые виды уже при изготовлении могут иметь другой оттенок (магнезиальный и силикатный). Они по своей природе белые. Часть цемента окрашена в графитный, почти чёрный цвет. Так сказывается наличие дополнительных компонентов и красителей. Менее распространён цветной цемент. Его используют в основном как декоративную и функциональную добавку в бетонные растворы и выравнивающие смеси для пола. Цветной выравнивающий слой облегчает декоративную отделку при использовании смесей для наливного пола.

Окрашивают цемент двумя способами: непосредственно при производстве (способ более надежный и экономичный) и при помощи пигментированного порошка во время разведения раствора. Сыпучий пигмент даёт возможность окрашивать смесь в любой цвет, будь то красный, синий или фиолетовый. Но такое разнообразие требуется в исключительных случаях, когда цементное покрытие служит сразу и декоративным. Совместный помол и обжиг клинкеров с окисью некоторых металлов даёт более эффективное окрашивание, но спектр цветов ограничен зеленым, жёлтым и чёрным цветом разной степени яркости.

При использовании цветного цемента важно учитывать, что добавление красящих пигментов незначительно, но все же влияет на его технические характеристики. В основном, это сказывается на усадке раствора

Она более выражена, чем у неокрашенного вещества.

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.

Состав, из которого производят цемент

Часть людей работающих в сфере строительства не знают, из чего делается цемент.

Однако вне зависимости от вида цемента, то есть рецепта, использованного при его производстве, основой для него служат два компонента – известняк с добавлением глины.

Глина

Количество известняка в три раза превышает количество глины. Такие пропорции необходимы для получения качественного клинкера, являющегося полуфабрикатом для производства цемента.

Известняк

Теперь можно назвать основные компоненты состава, чтобы каждому было ясно, из чего делают цемент:

• клинкер, основа конечной продукции, определяющая её характеристики прочности. Используется в виде гранул диаметром до 60 мм. Его термообработка выполняется при температуре, доходящей до 1500°. При плавлении клинкера образуется масса, для которой характерно высокое содержание кремнезёма и кальциевого диоксида;
• данные компоненты влияют на эксплуатационные характеристики конечного продукта. Перед обжигом гранулы клинкера измельчаются до пылеобразного состояния;
• гипс, определяющий скорость затвердевания цемента. В базовых рецептах предусмотрено добавление в состав чистого гипса до 6 % от общего количества компонентов;

Гипс

специальные добавки (пластификаторы, морозостойкие присадки, жидкое мыло и т.д.), усиливающие свойства, уже имеющиеся у продукции, или же придающие ей специальные характеристики, способные расширить область применения цемента.

Пластификатор

Карбонатные породы

Главными представителями семейства карбонатных пород считаются:

Мел — мягкая горная порода, которая легко крошится и перетирается до пылеобразного состояния. В составе цемента может содержаться до 20-25 процентов мела. Эта добавка улучшает сцепление цемента с песком в процессе приготовления раствора;

Мергелистый известняк или мергель является переходным звеном между известняком и глинистыми породами. На вид это слоистый или монолитный камень, твердость которого зависит от того, какой процент глины в нем содержится;

Известняки, не содержащие кремний. Чаще всего они представлены в виде ракушечника, пористого и легко разрушающегося при нажатии;

Доломитовые породы, обладающие исключительной прочностью. Доломитовый цемент — это продукт высокого класса, экологически чистый, быстро твердеющий.

Содержание карбонатных пород в цементе обычно ограничивается 30%, но в отдельных случаях может достигать 60%.

История цемента

Попытки преодолеть низкую водостойкость известковых и гипсовых составов предпринимались с древнейших времен. Цемент (caementum в переводе с латыни — дробленый, битый камень) появился путем добавления в известь различных минеральных веществ, обладавших гидрофобными свойствами. Для этого использовали размельченные остатки кирпичей из обожжённой глины, различные вулканические породы. Так, в состав цемента, который применялся строителями Древнего Рима, входили пуццоланы – отложения пепла знаменитого вулкана Везувия.

Эксперименты продолжались долгие века, пока потребность в большом количестве прочного и недорогого вяжущего вещества не заставила строителей выработать оптимальную технологию по его производству. Решающий вклад в такие исследования внесли русский военный техник Егор Челиев, издавший книгу о цементе для подводных работ (1825), и каменщик из английского Лидса Джон Аспдин, получивший патент на портландцемент (1824). Это название происходит от английского острова Портленд, расположенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковых пород. Камни из карьера, находящегося на этом острове, считались самым престижным строительным материалом в Англии. Полученный Аспдином искусственный камень был очень похож на него цветом и прочностью.

Интересно, что технология Челиева более соответствует тому, что теперь называется портландцементом, а цемент Аспдина изготавливался без принятого сейчас спекания исходного сырья.

Производственная схема

Начинается всё со смешивания составляющих будущего клинкерного порошка — известняка и глины в процентном соотношении 75 на 25 процентов. Далее замес обжигается под температурной нагрузкой в 1450 градусов по Цельсию. Шаровый мельничный механизм способен перемолоть гранулированную часть в порошок. Причем здесь действует обратная пропорция — большей фракции в результате соответствует меньшее марочное наименование.

Технологически производственная процедура может происходить в мокром, сухом или комбинированном виде. От выбранного варианта зависит, как будет подготавливаться сырьевое наполнение:

• Мокрая схема. Мел засыпается с остальными элементами в барабан, а также туда заливается жидкость — все это параллельно с дроблением. Так создаётся шихта с влагосодержанием до 30-50%, которая и обжигается для получения основного клинкерного порошка (после еще одного этапа перемалывания).
• Сухая. В мельницу подается горячий газ, что позволяет не только перемалывать, но и высушивать элементы.
• Комбинированная. Два варианта предполагают либо последовательное дробление с высушиванием влажной шихты, либо увлажнение уже порошкообразной россыпи.

Так, в рамках данной статьи, мы представили подробную информацию о производственных нюансах. Обратившись в группу компаний «АльфаЦем», вы можете забыть о необходимости производственного контроля, т.к. мы почти два десятилетия представляем на рынке высококачественную продукцию от проверенных изготовителей, каждый из которых известен как в России, так и на международной арене.

Термическая обработка

Печь для обжига Порошок отправляют в печь, в которой под воздействием температуры 800°С, в каменной муке начинается процесс химического соединения минеральных компонентов. После проведения первой термической обработки, его отправляют в кальцинатор, где с помощью химической реакции, за несколько секунд убирают 95 – 97% двуокиси углерода и отделяют известь. Далее смесь отправляют в вращающуюся цилиндрическую печь, в которой ее медленно перемешивают под воздействием температуры в 1500 – 1800°С.

Интересно:

Почему в баскетболе не использовали номера 1, 2, 3?

При длительном воздействии высокой температуры, порошок превращается в стекловидные образования под названием «клинкеры». По выходу из печи клинкеры охлаждают до 60 – 80°С, отправляют в накопитель и далее на дробление.

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.

Цемент высокоглиноземистый магнезиальный ВГМЦ-I-1700 — Огнеупорные материалы

Цемент высокоглиноземистый магнезиальный ВГМЦ-I-1700

Высокоглиноземистый магнезиальный цемент ВГМЦ является новым продуктом, материалом для проведения восстановительных работ, для ремонта дорог, при срочном возведении фундаментов. Благодаря высокой огнеупорности (1700 С) возможно использование цемента для выполнения футеровки тепловых агрегатов в металлургии, химической, нефтяной, керамической и цементной промышленности, а также для кладки футеровки печей и каминов, изготовления огнеупорных блоков различной сложности.

Высокоглиноземистый цемент быстро твердеет, высокопрочное вяжущее вещество для получения огнеупорных и жаростойких бетонов, сухих строительных смесей.

Цемент высокоглиноземистый магнезиальный предназначен для изготовления быстротвердеющих огнеупорных и жаростойких растворов и бетонов, выпускается по СТО 42494022-03-2010.

Марка цемента — ВГМЦ-I-1700

ЦЕМЕНТ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ВГМЦ-I-1700
СТО 42494022-033-2010

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 является гидравлической связкой, применяемой при изготовлении быстротвердеющих огнеупорных бетонов и изоляционных строительных растворов, работающих в диапазоне температур от -10°С до +1700°С. Высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 является составной частью огнеупорных изделий. Он является ингредиентом смесей строительной химии. Этот тип цемента применяется также при выполнении ремонтов путем виброуплотнения, оплетания и литья.
Высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 обладает исключительной активностью в гидравлическом отношении, наилучших механических характеристик он достигает через 3суток со времени приготовления при рабочих температурах более 1000°С, что оказывает большое влияние на возможности его применения.

ПРИМЕНЕНИЕ
Цемент глиноземистый Высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 широко применяется в различных отраслях промышленности, главным образом:
•    в энергетической промышленности;
•    на нагревательных установках;
•    на заводах черной и цветной металлургии;
•    в стекольном деле и при производстве керамики;
•    в химической промышленности и при производстве цемента.
В энергетической промышленности высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 применяется для обмуровки стен паровых котлов и установок с камерами нагрева. На ТЭЦ этот цемент используется в печах с нагревательными установками.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
В основном он состоит из алюмината кальция, обладающего превосходными огнестойкими качествами, с добавками алюмомагнезиальной шпинели, которая обладает очень высокой твердостью, огнеупорностью и шлакоустойчивостью.
Технологический процесс при производстве находится под строгим контролем, что в конечном счете обеспечивает стабильный химический состав материала, содержание оксидов, %:
Al2O3    MgO    CaO    SiO2    Fe2O3
55,0-60,0    10,0-15,0    18,0-25,0    1,5-3,0    1,0-1,5

МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ
Основная фаза:    Химическая формула
Моноалюминат кальция  (СА )    CaO-Al2O3
Сопутствующие фазы    Химическая формула
Алюмомагнезиальная шпинель (MgA)    MgO-Al2O3
Майенит (C12A7)    12CaO-7Al2O3

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Удельная плотность     3,0 г/см3
Загрузочная вместимость     1,1 г/см3
Огнеупорность     1700°С
Удельная поверхность м2/кг,     не менее 300
Тонкость помола (остаток на сите №008)     не более 10%

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Предел прочности на сжатие, в возрасте 3 суток    25-35Мпа.
Предел прочности на сжатие, в возрасте 7 суток    40-50Мпа.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Время схватывания:
Начало, не ранее 30 минут;
Окончание, не позднее 7 часов.

ОГНЕУПОРНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА 
№    Время выдержки    Температура    Свойства (по результатам сравнительных испытаний в независимой аккредитованной лаборатории)
1    72 часа    25 0С    Прочность на сжатие    27,6МПа
            Прочность на изгиб    8,5МПа
            Кажущееся плотность    3,01
            Открытая пористость    8,3
2    5 часов    110 0С    Прочность на сжатие    52,4МПа
            Прочность на изгиб    6,9МПа
            Кажущееся плотность    2,98
            Открытая пористость    11,3
            Изменение объема    -0,4
            Изменение линейных размеров    +0,1
            Изменение плотности    -2,0
3    2 часа    1000 0С    Прочность на сжатие    83,2МПа
            Прочность на изгиб    13,1МПа
            Кажущееся плотность    2,98
            Открытая пористость    16,1
            Изменение объема    +2,0
            Изменение линейных размеров    +0,3
            Изменение плотности    -5,3
4    2 часа    1650 0С    Прочность на сжатие    126,9МПа
            Прочность на изгиб    38,1МПа
            Кажущееся плотность    2,9
            Открытая пористость    18,7
            Изменение объема    +3,7
            Изменение линейных размеров    +0,9
            Изменение плотности    -6,9
5    2 часа    1700 0С    Температура начала деформации > 1700 0С

Высокое качество цемента и правильная упаковка позволяют хранить его три месяца. На практике, однако, он сохраняет все свои свойства в течение полугода. Использование высокоглиноземистого цемента ВГМЦ-I-1700 обеспечивает бетонам и растворам быстрое твердение и высокую прочность в ранние сроки, стойкость в агрессивных средах, высокую огнеупорность. Высоглиноземистый цемент ВГМЦ-I-1700 производится в соответствии с требованиями СТО 42494022-003-2010 «Высокоглиноземистые магнезиальные цементные материалы», по свойствам превосходит аналогичный цемент ВГЦ II (ГОСТ 961-91) и соответствует Gorkal-50.

химических формул цементных материалов | Нетрадиционные бетонные технологии: обновление инфраструктуры автомобильных дорог