Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Когда был создан цемент

Когда был создан цемент

На главную сатейСтатьи по строительствуДизайн. Архитектура Цемент. История возникновения. Разновидности

Цемент. История возникновения. Разновидности

Оценка:

Цемент начали производить в прошлом столетии. В начале 20-х годов XIX в. Е. Делиев получил обжиговое вяжущее из смеси извести с глиной и опубликовал результаты своей работы в книге, изданной в Москве в 1825 г. В 1856 г. был пущен первый в России завод портландцемента.

каждого вида может при твердении развивать различную прочность, характеризуемую маркой. Марки цемента регламентированы строительными нормами и правилами (СНиП) и ГОСТом. Выпускают цементы преимущественно марок 200, 300, 400, 500 и 600 (по показателям испытания в пластичных растворах).

С повышением марки цемента эффективность его применения в бетонах часто возрастает за счет уменьшения удельного расхода вяжущего.

Из числа цементов разных видов наиболее важное значение имеет портландцемент.

Портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным специальным требованиям, которые предъявляют к бетонам и строительным растворам при различных условиях их применения. Поэтому промышленность выпускает некоторые разновидности портландцемента: сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, быстротвердеющий, гидрофобный, пластифицированный и некоторые другие цементы.

Сульфатостойкий портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава: в клинкере должно быть не более 5% трехкальциевого алюмината и не более 50% трехкальциевого силиката.

Низкое предельное содержание трехкальциевого алюмината требуется потому, что сульфатная коррозия развивается в результате взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Если в цементном камне С3А присутствует в малых количествах, то образуется незначительное количество гидросульфоалюмината кальция. Тогда он не опасен, так как распределяется в порах бетона, вытесняя оттуда воду или воздух, и внутренних напряжений в бетоне не вызывает. В небольших количествах гидросульфоалюминат кальция даже иногда полезен, так как уплотняет бетон.

В клинкере сульфатостойкого портландцемента ограничивается также содержание трехкальциевого силиката для уменьшения величины тепловыделения цемента. Поэтому сульфатостойкий портландцемент обладает повышенной сульфатостойкостью и пониженной экзотермией, т.е. качествами, необходимыми при изготовлении бетонов для отдельных зон гидротехнических и иных сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии. Сульфатостойкий портландцемент обычно выпускают двух марок — 300 и 400.

Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют из клинкера, который должен содержать не более 50% трехкальциевого силиката и не более 8% трехкальциевого алюмината. Такой цемент при умеренной экзотермии отличается также несколько повышенной сульфатостойкостью, поскольку в нем обычно содержится умеренное количество трехкальциевого алюмината.

Этот вид портландцемента применяют в гидротехническом строительстве в массивных бетонных конструкциях, подвергающихся частому попеременному замораживанию и оттаиванию в пресной или слабо минерализованной воде. Марка по прочности обычно 300 и 400.

Быстротвердеющий портландцемент содержит много трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и очень тонко измельчен. Поэтому такой цемент характеризуется интенсивным нарастанием прочности в первый период твердения — через 1 и 3 суток. Выпускается также особо быстротвердеющий цемент. Он показывает через трое суток прочность при сжатии 450- 500 кГ/кв. см (при испытании в жестких растворах).

Гидрофобный портландцемент изготовляют, вводя при помоле клинкера 0,1 — 0,2% мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих поверхностно-активных добавок.

Читайте так же:
Начало схватывания цемента м500

Эти вещества, адсорбируясь на частицах цемента, образуют тончайшую — в среднем мономолекулярную, т. е. толщиной в одну молекулу, оболочку. Но эта тончайшая оболочка придает цементу особые свойства. В этом сущность гидрофобизации цемента как метода, позволяющего в определенной степени управлять свойствами цемента в отношении действия воды на различных этапах его использования.

Как известно, взаимодействие цемента с водой есть двуединый противоречивый процесс. Сродство к воде органически присуще цементу, без этого свойства он не мог бы служить вяжущим веществом. Но вместе с тем на определенных стадиях применения цемента вода для него вредна. Так, при хранении и перевозках цемент портится от влаги, вода с содержащимися в ней примесями вызывает коррозию цементного камня и при частом попеременном замораживании и оттаивании цементных материалов разрушает их.

Задача преодоления противоречий, заложенных в самой природе цемента, в известной мере решается его гидрофобизацией.

Гидрофобный цемент при перевозках и хранении даже в очень влажных условиях не портится. Поверхностно-активные вещества, содержащиеся в нем, оказывают пластифицирующее действие на бетонные (растворные) смеси, а также уменьшают водопроницаемость и повышают коррозионную стойкость и морозостойкость бетона. Например, если обычный бетон выдерживает 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания, то гидрофобизированный может выдержать 1000 и более циклов.

Марки гидрофобного цемента те же, что и портландского. Гидрофобный цемент был создан в СССР. На основе советского опыта было начато изготовление этого цемента и за границей (например, в Англии).

Пластифицированный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера около 0,25% сульфитно-спиртовой барды (считая на сухое вещество) от веса цемента. Это поверхностно-активное вещество пластифицирует бетонные смеси, преимущественно жирные, позволяет снижать водоцементное отношение без ухудшения подвижности смесей и в ряде случаев дает возможность уменьшать расход цемента. Вместе с тем повышается морозостойкость отвердевшего бетона.

Белый портландцемент изготовляют из маложелезистого клинкера (серый цвет обычного цемента обусловлен главным образом наличием соединений железа в исходных сырьевых материалах).

Цветные цементы получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами. Применение белого и цветных портландцементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.

А где классификация относительно европейских марок ?

Способы производства цемента

Существует несколько методов изготовления цемента: мокрый, полусухой, комбинированный и сухой. Основными способами, которые применяются на ведущих заводах, являются сухой и мокрый.

Мокрый способ производства цемента

Схема изготовления цемента мокрым методом представлена на рисунке ниже.

Производство начинается с извлечения из карьеров твердого известняка, который впоследствии дробится на куски различного размера. Затем куски измельчаются в дробильных агрегатах, пока размеры частей известняка не будут превышать 8-10 мм.

Затем на мини-завод транспортируют глину из карьера и обрабатывают ее в вальцевых дробилках до той степени, пока размер кусочков будет достигать от 0 до 100 мм.

Читайте так же:
Как сделать ящик для цемента

Далее измельченную смесь отмачивают в болтушках. В результате получается шлам из глины, влажность которого составляет до 70 %.

Затем он поступает в мельницу, где происходит процесс смешивания и размалывания с известняковой массой.

После этого шлам влажностью около 40 % направляется в вертикальный бассейн, в котором выполняется окончательный процесс корректировки. Эта операция имеет исключительное значение, так как на этом этапе обеспечивается химическая формула состава произведенного шлама.

Только после того как шлам пройдет контроль качества, он допускается к последующим этапам. Далее цементная масса транспортируется из вертикального оборудования (бассейна) в горизонтальный, в котором происходит хранение смеси перед поступлением в печь обжига. В горизонтальном бассейне сырьевая масса постоянно помешивается механическим путем с применением сжатого воздуха. Благодаря этому шлам не выпадает в осадок и полностью гомогенизируется. Если в процессе изготовления цемента применяются сырьевые компоненты, что имеют неизменный химический состав, то корректировка химического состава шлама осуществляется в горизонтальном бассейне.

Затем шлам направляется в печь для обжига, в которой он превращается в клинкер. Полученная клинкерная основа цемента поступает в промышленный холодильник для охлаждения. После этого клинкер подвергается дроблению и подается в бункеры мельниц. Там клинкерная масса повторно измельчается.

Если для процесса обжига шлама используется твердое топливо, то возникает необходимость в строительстве дополнительного помещения для хранения и подготовки угля. Когда в производственном процессе применяется жидкое или газообразное топливо, то схема обжига клинкерной смеси имеет упрощенный вид.

В завершение цемент перенаправляется из бункеров мельниц в специальные помещения для хранения. На этом производственном этапе лаборанты осуществляют контроль качества продукции и определяют марку цемента. Только после этого продукция направляется в упаковочные аппараты.

Сухой способ производства цемента

Схема изготовления цемента сухим методом представлена на рисунке ниже.

Во время производства цемента сухим методом используется другая технологическая схема. Глина и известняк, добытые из карьера, после дробления направляются в сепараторную мельницу, где осуществляется помол, смешивание и сушка сырьевых компонентов. Полученная смесь направляется к смесительным аппаратам, где выполняется окончательное смешивание с применением сжатого воздуха. На данном этапе осуществляется корректировка химического состава цементной смеси.

Если применяется глинистый компонент, то сырьевая смесь подается для смешивания в шнеки, в которых происходит частичное увлажнение водой. На этом этапе образуются прочные гранулы, что имеют влажность не более 14 % — далее они поступают в печь для обжига.

При сухом методе производства процесс обжига сырья может выполняться в различных печах, здесь особое внимание уделяется приготовлению сырьевой массы. Дальнейшие этапы технологического процесса осуществляются так же, как и при мокром методе производства.

Особенности полусухого способа производства

Схема изготовления цемента полусухим методом представлена на следующем рисунке.

Полусухой метод производства цемента очень похож на сухой, но отличия все же есть.

Размер муки, что проходит стадию гранулирования, составляет 10-20 мм, а влажность 11-16 %. Сырье обжигается в печах Леполь и после этого образовавшиеся гранулы направляются на конвейерный кальцинатор.

Читайте так же:
Как сделать корыто для цемента

Из печки выделяются газы, что проходят сквозь гранулы на решетке. В результате этого происходит их нагрев до 900 ºС и они полностью высушиваются. Во время такой термообработки выполняется декарбонизация смеси на 22-30 %, что важно для производства. По завершению этих процессов сырье направляется в печь, где и завершается процесс изготовления цемента. Обжиг гранулированного цемента может происходить в шахтных печах. При этом гранулирование выполняется с частицами угля, после этого цемент направляется на хранение.

Комбинированный метод производства цемента

Схема изготовления цемента комбинированным методом отображена на рисунке ниже.

Этот метод основывается на подготовке сырьевых компонентов по мокрому способу, а их обжиге – по схеме полусухого способа. Полученный в сырьевой мельнице шлам влажностью 30-45 % поступает в специальный фильтр, в котором он обезвоживается до влажности 15-20 %. Далее сырьевая смесь смешивается с пылью, что снижает влажность до 12-14 %.

Затем смесь поступает на обжиг, который выполняется в печах полусухого метода изготовления цемента. Остальные операции комбинированного метода не отличаются от этапов мокрого способа производства.

Методы производства выбирают исходя из технико-экономических и технологических факторов: свойств сырьевых компонентов, однородности и влажности смеси, наличия мощной топливной базы и других.

Полезное и важное по теме:

Значение слова «цемент»

ЦЕМЕ́НТ, -а, м.

1. Минеральное порошкообразное вещество, из которого при замешивании с водой образуется однородная вяжущая быстро затвердевающая масса, применяемая в строительном деле.

2. Анат. Костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба.

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

  • Цемент (лат. caementum — «щебень, битый камень») — искусственное неорганическое гидравлическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное тело. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), 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 для строительных растворов — малоклинкерный композиционный цемент, предназначенный для кладочных и штукатурных растворов. Изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, активных минеральных добавок и наполнителей.

ЦЕМЕ’НТ, а, м. [от латин. caementum — битый камень]. 1. Вяжущее порошкообразное вещество, к-рое в смешении с небольшим количеством воды образует однородную, быстро затвердевающую массу, употр. в строительном деле при изготовлении бетона, для связывания кирпичей, камней. Рудный ц. Портландский ц. Шлаковый ц. 2. Ткань, покрывающая корень зуба (анат.).

Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

цеме́нт

1. минеральный порошкообразный строительный материал, обладающий скрепляющими свойствами и включаемый в состав бетона и других строительных растворов ◆ Так и повелось: днем я сбивал шпателем старые обои, выносил мусор, таскал песок и цемент, после шести заваливались гегемоны, принимались штукатурить, белить потолки. Павел Сиркес, «Труба исхода», 1999 г. (цитата из НКРЯ)

Читайте так же:
Крошка пенопласта с цементом как утеплитель

2. разг. то же, что бетон или цементный раствор, также покрытие, строение или изделие из застывшего бетона или цементного раствора ◆ Заключённый лежал просто на цементе. Юрий Домбровский, «Факультет ненужных вещей», 1978 г. (цитата из НКРЯ)

3. перен. нечто связующее, скрепляющее, объединяющее кого-либо или что-либо ◆ Шли годы пятилеток, шли десятилетия, огромные события, полные раскалённой современности, дымясь, застывали глыбами, схваченные цементом времени, обращались в историю Советского государства. Василий Гроссман, «Все течет», 1955—1963 г. (цитата из НКРЯ)

4. анат. костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба

Бетон и цемент: в чем разница

Когда речь заходит про бетон и цемент, в чем разница между ними, знает не каждый. И тот, и другой материал используются в строительстве и позволяют создавать габаритные конструкции, которые служат основой для многих сооружений. Но если их особенности и сферы применения хорошо знакомы опытному строителю, то поиск отличий для простых обывателей может вызывать затруднения. В нашей статье мы рассмотрим основные характеристики цемента и бетона, а также попытаемся выяснить, чем же они отличаются друг от друга.

Отличия по составу

Цемент представляет собой порошкообразный материал, который применяют для приготовления строительных смесей. Он имеет искусственное происхождение и изготавливается путем измельчения клинкера. В рамках производственно процесса в получаемую массу добавляют различные наполнители, которые улучшают технические свойства материала. В частности, в цементе могут содержаться до 15% гипса и столько же минеральных добавок, таких как боксит, песок, перитные огарки и другие.

Рассматривая отличие цемента от бетона, нужно упомянуть, что по содержанию основного минерала материал делится на несколько разновидностей:

  • портландцемент – с преобладанием алита;
  • глиноземистый – с высоким содержанием алюминатной фазы;
  • кислотоупорный – содержит гидросиликат натрия;
  • магнезиальный – производится на базе магнезита;
  • романцемент – преобладает белит.

Бетон тоже является искусственным материалом, однако производится в виде растворов с содержанием воды, наполнителей, песка и вяжущего компонента. В качестве связующего вещества в большинстве случаев применяют именно цемент. То есть одно из отличий рассматриваемых продуктов состоит в том, что цемент является только компонентом строительных смесей, тогда как бетон – это готовый материал для строительства.

Особенности производства

Чтобы понять, чем отличается цемент от бетона, необходимо рассмотреть особенности их производства. Цемент изготавливается в несколько последовательных этапов:

  • Подготовленное сырье измельчают до однородности и помещают в длинные вращающиеся печи.
  • Ингредиенты подогреваются до температуры +200℃. +650℃, что приводит к выгоранию органических примесей.
  • Далее под действием высоких температур (до +1480℃) происходит карбонизация материала и спекание, при котором ингредиенты частично расплавляются и преобразуются в алит (для портландцемента).
  • На последнем этапе выполняется охлаждение смеси.

В отличие от цемента, изготовление бетона не требует высокой температуры. Материал производят путем смешивания ингредиентов при помощи стационарных или гравитационных бетоносмесителей. Поскольку бетонный раствор имеет свойство быстро расслаиваться и терять свои изначальные свойства, его изготавливают непосредственно на стройплощадке перед выполнением строительных работ или доставляют на участок застройки в автобетоносмесителях, которые выполняют постоянное перемешивание смеси на всем маршруте транспортировки.

Читайте так же:
Повышение морозостойкости цементных растворов

Разница в назначении

Если рассматривать, чем отличаются цементный раствор и бетон, в чем разница между этими материалами, необходимо упомянуть об их назначении. Цемент используется для приготовления цементно-песчаных смесей, которые подходят для кладки стройматериалов, обработки поверхности конструкций, заполнения швов между строительными блоками. Часто готовый раствор применяют для выполнения стяжки, оштукатуривания стен, укладки керамической плитки.

Как говорилось выше, помимо цементно-песчаных смесей, цемент используют для производства бетона. В таком случае оба материала имеют более широкую область применения и выполняют одинаковые функции, а именно:

  • герметизация стыков;
  • устройство напольной стяжки;
  • заливка фундамента;
  • фиксация строительных конструкций;
  • дорожное строительство;
  • производство железобетонных плит;
  • сооружение гидротехнических конструкций.

Прочность, отверждение, простота укладки

Смеси значительно различаются между собой по степени прочности скорости отвердевания. Чтобы понять, что прочнее бетон или цементный раствор, необходимо рассматривать их в контексте деления на марки. В частности, прочность цемента М300 на сжатие после 28-дневной выдержки составляет 32,5 МП, а марки М400 – 52,5 МПа. Прочность бетона во многом зависит от марки цемента, входящего в состав готового раствора. Так, бетон М200 имеет показатели в 196 кгс/см², М400 – 393 кгс/см². Если сравнивать эти значения, можно заметить, что бетон значительно прочнее цементно-песчаного раствора.

Отверждение цемента начинается в результате химической реакции при его смешивании водой. В процессе гидратации материал затвердевает и превращается в каменистое тело с высокими прочностными характеристиками. Застывание начинается уже с первого дня и продолжается в среднем 28 суток. В первые дни рекомендуется увлажнять приготовленное цементное покрытие, иначе твердение будет проходить медленнее или практически прекращаться. Поскольку цемент входит в состав бетона, отвердевание последнего тоже занимает около 28 суток. Однако среднее время схватывания и отверждения может зависеть от температуры воздуха, влажности, соблюдения технологий монтажа.

Существенные отличия цемент и бетон имеют и по удобству в укладке. Цементный раствор более однородный по своей консистенции, поэтому ровно укладывается на любые основания. Бетонная смесь содержит щебень, гравий и другие наполнители, который снижают плотность материала и приводят к образованию пустот в изготовленных конструкциях.

Таким образом, при сравнении характеристик двух материалов можно понять, что они различны. Ключевое отличие бетона от цементного раствора состоит в наличии крупных заполнителей и более широкой области применения. Оба материала применяются в строительстве, однако бетон не способен заменить цемент в декоративной отделке или оштукатуривании стен, а цемент не может использоваться для заливки фундамента. Каждый раствор имеет свое назначение и является незаменимым при проведении строительных работ.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector