Загрузка...Цемент это природный материал или искусственный
Как делают цемент
Цементная промышленность является одной из важнейших отраслей материального производства. Значение этой отрасли в народном хозяйстве определяется прежде всего ее неразрывной связью с ходом капитального строительства. Цемент — один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов, железобетонных изделий, а так же для скрепления отдельных деталей строительных конструкций, гидроизоляции и многих других целей.
Летом прошлого года я провёл съемку на заводе Lafarge («Уралцемент») расположенном в поселке Первомайский, Челябинской области. Завод производит цемент по мокрому способу с 1957 года и по объемам производства находится в десятке крупнейших цементных заводов России. Для производства цемента используют глину и известняк. В качестве топлива выступает природный газ.
История портландцемента начинается 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество, которое назвал «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд.
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Свойства портландцемента зависят от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента — способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях.
2. Производство цемента складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера (наиболее трудоемкий и энергозатратный этап) и его помол с соответствующими добавками.
3. Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьера.
6. Пройдя предварительную обработку, исходные материалы поступают в мельницу мокрого самоизмельчения «Гидрофол», где перерабатываются в шлам. Затем шлам домалывается в сырьевых мельницах и усредняется в шламбассейнах.
7. На заводе находится специальная лаборатория, в которой производят постоянный контроль качества и дозировку сырьевых материалов и добавок. И в том числе проводят тестирование конечного продукта на прочность.
11. Затем тонкомолотый сырьевой шлам вводится во вращающуюся печь (длиной около 200 м и диаметром 4 м) и обжигается при температуре 1450 градусов Цельсия.
12. При обжиге частички сырья сплавляются между собой, образуя клинкер.
13. Печь для обжига представляет собой вращающийся металлический цилиндр, который наклонен к горизонтальной плоскости под углом 3-4 градуса, чтобы обеспечить возможность движения материала вдоль печи.
14. Полученный клинкер охлаждается в холодильниках, дробится и подается транспортерами в бункеры цементных мельниц для помола.
15. Электрофильтры на вращающихся печах позволяют сократить выбросы пыли в атмосферу в 10-30 раз.
18. Остывший клинкер подается в мельницу.
20. Это самый шумный участок производства. Находится в цеху без наушников просто невозможно.
21. Цемент получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, минеральных добавок (10-15%) и гипса (3-7%), который служит для регулирования сроков схватывания. Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм.
24. Процедура LOTOTO (LockOut / TagOut / TryOut). Комплекс действий для повышения безопасности на производстве.
25. Различные минеральные добавки служат для придания бетонам, растворам и др. изделиям на основе цемента специальных свойств (скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость).
28. Полученный портландцемент транспортируется из мельниц в силосы для хранения.
29. Из силосов цемент отгружают железнодорожными вагонами и автомобильным транспортом в следующем виде: навалом, специальными контейнерами МКР весом до 1 тонны, бумажными мешками весом 50 кг.
Из чего делают цемент
Цемент является одним из основных строительных материалов. Без цемента нельзя сделать бетон и другие необходимые строительные растворы. Из чего же сделан цемент и почему он обладает такими свойствами?
Цемент — это искусственное неорганическое гидравлическое вяжущее вещество. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное твердое тело.
Цемент обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем кардинально отличается от некоторых других минеральных вяжущих веществ, таких как: гипс, воздушная известь, которые твердеют только на воздухе.
Марка цемента — условная величина, которая обозначает, что прочность при сжатии будет не ниже обозначенной марки (200, 300, 400, 500, 600).
Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.
При измельчении клинкера вводят добавки:
-гипс для регулирования сроков схватывания,
-до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.
Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C
По наличию основного минерала цементы подразделяются на:
— романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;
— портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;
— глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
— магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
— кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия , сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.
— биоцемент — производится при помощи биотехнологий.
В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.
Внешний вид цемента
Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня.
Типичный клинкер обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза.
1. Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров, содержание его составляет 50—70 %. Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности. Для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.
2. Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки.
Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.
3. Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.
4. Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.
Прочность
По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком.
Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа).
Естественные и искусственные каменные строительные материалы.
Природные (естественные) каменные строительные материалы— это материалы, получаемые из горных пород и применяемые для каменной кладки, облицовки и т. п. В зависимости от способа получения или обработки эти материалы делятся на следующие основные разновидности: песок и гравий, получаемые просеиванием и промывкой рыхлых горных пород; бутовый камень, добываемый при разработке взрывным способом известняков, песчаников и других пород; пиленые камни и блоки; облицовочные камни и плиты.
Бутовый камень (бут) — это крупные куски камня неправильной формы размерами 150-500 мм, получаемые взрывным способом из известняков, доломитов, песчаников. Разновидность бутового камня — булыжный камень (валуны,размерами до 300 мм). Применяют для кладки фундаментов, стен и т. д.
Щебень — угловатые куски камня размерами 5-70 мм, получаемые путем дробления бутового камня. Применяют в качестве заполнителя при изготовлении бетона, в качестве балластного материала при укладке железнодорожного пути и строительстве автомобильных дорог, для образования дренирующих (хорошо пропускающих воду) слоев.
Гравий — это скатанные обломки горных пород размерами 1— 20 мм, применяемые в качестве заполнителя бетона, а также как балластный и дренирующий материал.
Песками называют мелкообломочные рыхлые горные породы, состоящие из зерен (песчинок) кварца и других минералов размерами 0,1-2 мм с примесью пылеватых и глинистых частиц (естественные пески). Пески могут быть получены и искусственно — дроблением пород. В природе чаще встречаются гравийно-песча-ные месторождения, содержащие две фракции — гравий и песок.
Штучные камни (блоки) имеют правильную геометрическую форму. По способу изготовления различают пиленые (крупные стеновые блоки и плиты) и колотые (бортовой камень, брусчатка и т. д.).
Природные облицовочные материалы применяют в целях повышения эксплуатационных и декоративных качеств сооружений. Облицовочные материалы, получаемые при распиливании и обработ-, ке монолитных горных пород, обладают высокой прочностью и долговечностью, имеют высокие декоративные свойства. При отделке станций метрополитенов широко применяют мраморы и граниты различных месторождений.
Мраморами называют карбонатные породы средней твердости, хорошо поддающиеся полировке. Мраморы распиливают на плиты толщиной 10-120 мм, которые применяют для наружной и внутренней облицовки стен зданий и сооружений, для полов, ступеней, лестниц.
Гранитами называют кристаллические изверженные горные породы. Граниты распиливают на плиты толщиной 10-200 мм. Плиты со шлифованной лицевой поверхностью применяют для настилки полов ступеней лестниц, с полированной — для облицовки вертикальных поверхностей.
Искусственные каменные материалы получают при специальной обработке смесей природных материалов — это кирпич, керамика, каменное литье и др.
Кирпич строительный — это искусственный камень правильной формы (обычно в виде прямоугольного параллелепипеда). В массовом строительстве используют красный —кирпич (из обожженной глины) и белый (силикатный), имеющий несколько меньшую прочность, чем красный. Размеры одинарного кирпича 250×120 × 65 мм, модульного-250×120 × 88 мм. В зависимости от прочности кир-лич делят на несколько марок.
Из отделочных искусственных каменных материалов в метростроении широко применяют керамические изделия: плиты фасадные, плитки для облицовки стен, плитки для полов. Фасадные плиты изготовляют закладные (устанавливаемые одновременно с кладкой стен) или прислонные (закрепляемые на цементном растворе после возведения и осадки стен). Плитки выпускают покрытыми с лицевой стороны глазурью (тонким стекловидным покрытием) и неглазурованными (терракотовые).
Плитки для полов и стен по виду лицевой поверхности подразделяют на гладкие, рельефные и тисненые, а по цвету — на одно— и многоцветные. По форме различают плитки квадратные, прямо— и треугольные, четырех-, пяти-, шести— и восьмигранные. Применяемые для полов плитки должны обладать низкимводопоглощением и стойкостью к истиранию.
Цемент – универсальный строительный материал, используемый в чистом виде, а также как компонент штукатурных смесей, бетона и железобетона. Производство цемента – это энергоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый разными способами. Традиционные методики основаны на предварительном получении клинкера. Гораздо дешевле конечный продукт, изготовленный по бесклинкерной технологии или кустарным методом.
Что делают из цемента разных видов?
Цемент – это один из самых распространенных и важных строительных материалов, без которого современное строительство обойтись не может. Как компонент, он применяется для изготовления разных растворов и смесей. Все постройки, возведенные за прошедшие 200 лет, созданы с его участием. Что делают из цемента, какие существуют виды и где они применяются? Попробуем ответить на все эти вопросы.
Состав
Исходный материал представляет собой сухое порошковое вещество искусственного происхождения. Его получают путем измельчения и смешивания клинкера, гипса, а также разных наполнителей и добавок. Однако именно клинкер является основой смеси. Его получают путем измельчения и обжига известковых пород, глины и различных минеральных компонентов. В зависимости от процента содержания в составе данных элементов, свойства и область использования цемента будут отличаться.
То, что делают из цемента при строительстве, основано на химической реакции, при которой порошок при взаимодействии с водой превращается в тестообразную смесь. В дальнейшем при определенных физико-химических процессах происходит преобразование жидкой смеси в твердую. В результате цементная смесь приобретает камневидную структуру.
Говоря о том, что делают из цемента, можно в первую очередь выделить товарные бетоны, железобетонные изделия, создаваемые на заводе или непосредственно на строительной площадке. Также из него производят асбестоцементные материалы, штукатурные, кладочные и другие строительные смеси и растворы.
На данный момент известно около 40 видов цемента, каждый из которых находит свое применение для создания той или иной конструкции. Рассмотрим некоторые разновидности.
Портландцемент
Это самый распространенный вид, применяемый для изготовления сборных железобетонных изделий. Из него делают высокомарочные товарные бетоны, которые в строительстве используются для создания несущих элементов зданий и сооружений. Если верить статистике, то на него приходится около 60 % от общего объема производимых видов цементов за год. К тому же именно портландцементный клинкер – это база для изготовления других разновидностей цемента. Несущие колонны, стены, а также цементные плиты могут изготавливаться из этого строительного материала.
Белый и цветной портландцемент
Очевидно, что обычный портландцемент является серым, так как в его составе содержится большое количество железа и марганца. Но если содержание этих оксидов в клинкере будет незначительное, а при его производстве использовалась белая глина, то портландцементная смесь приобретает светло-белый оттенок. Его не используют для создания прочных несущих конструкций. Чаще всего он применяется для декоративно-отделочных работ.
Особенностью производства материала является то, что обжигается сырье на специальном беззольном топливе.
Что касается цветного сырья, то его делают на базе белого портландцемента. К нему просто добавляют небольшое количество гипса и специальный цветной наполнитель. Несложно догадаться, что его применяют в декоративных целях, в частности, для получения цветных поверхностей, выполнения текстурных элементов и деталей, изготовления облицовочных материалов.
Шлакопортландцемент
Этот относится к группе гидравлических вяжущих. Его делают путем измельчения и последующего помола портландцементного клинкера, доменного шлака и строительного гипса. Известно, что делают из цемента данного типа разные стеновые блоки, строительные сухие смеси и штукатурные основы.
Расширяющийся
Данный материал также относится к группе гидравлических вяжущих. У него есть одно отличие от остальных материалов, которые при использовании уменьшаются в объеме и массе. Расширяющийся цемент не имеет усадки. Более того, гидратация и процесс набора прочности сопровождается расширением объема, особенно на первой стадии после схватывания.
Этот вид цемента используется для изготовления инъекционных и ремонтных составов, которые применяются в капитальном ремонте поврежденных железобетонных конструкций.
Заключение
Учитывая свойства данного материала, из него можно сделать все, что угодно. Ничто не мешает создать стеновую панель или цементно-песчаную черепицу на его основе. Практически любые правильные и даже неправильные формы строительных элементов могут быть созданы на предприятиях и даже на строительных площадках.
Этот универсальный материал представляет собой основу любой строительной конструкции. Здания всегда начинают строить с фундамента, в основе которого обязательно лежит высокопрочный бетон, созданный из цементной смеси. Далее в ходе строительства используются железобетонные конструктивные элементы, а завершают сооружение устройством покрытия крыши, в виде которого может выступать цементно-песчаная черепица. В последнее время она стала весьма популярной. Также и декоративные отделочные работы часто применяются с использованием раствора цемента.
Следовательно, в современном строительстве значение этого материала переоценить невозможно. Это наиболее дешевый, удобный и прочный элемент, использование которого оправдано на 100 %.
