Из чего сделан цемент: Как и из чего делают цемент

Как и из чего делают цемент

Цемент считается распространенным скрепляющим материалом, а также используется в качестве вяжущего в большом количестве строительных растворов. Чаще всего для его изготовления используются карбонатно-силикатные горные породы. Полученный из этого сырья материал носит название портландцемента и занимает более 90% рынка. Но в состав входят и другие компоненты. Давайте разберем все типы сырья подробнее.

Сырье для изготовления цемента

Цемент получают из продуктов совместного обжига горных пород, клинкера. А его, в свою очередь, делают из глины и карбонатных камней. 

 

В качестве карбонатных камней могут использоваться:

  • белый мел, горная порода, состоящая из карбоната кальция с примесью магния;
  • мергель — смесь природного происхождения, в которой около 75% кальцита и 25% силикатов;
  • ракушечник, известняк;
  • доломит, содержащий и кальциевый карбонат, и магниевые компоненты.

Что касается глины, то это могут быть глинистые сланцы, суглинки или лесс. 

 

Также в состав цемента вводят легирующие добавки. Это могут быть кремний, глинозем или железо, отходы металлургических производств. Из смеси такого сырья получают цементный клинкер.

Как производят цементный клинкер

Это — прокаленный “щебень”, который получают при спекании 25% глины и 75% известняка при температуре в +14560 градусов. Клинкер производят в виде гранул диаметром от  10 до 60 мм. Затем его размалывают до тонкодисперсного порошка, добавляя сульфат кальция из гипса. Делают это специальными шаровыми мельницами. После этого речь идет уже о готовом цементе с определенными характеристиками.

Ключевые свойства цемента

К основным характеристикам вяжущего можно отнести:

  • плотность; тонина помола, то есть размер частичек и способность порошка покрыть большую или меньшую площадь в один слой;
  • водопотребность, то есть сколько влаги понадобится цементу для прохождения процесса гидратации и приобретения пластичности;
  • морозостойкость, то есть сколько циклов замерзания и оттаивания выдержит материал;
  • время схватывания готового раствора, которое может находиться в диапазоне от 1 до 10 часов и зависит от того, насколько густой раствор приготовлен;
  • прочность, то есть устойчивость застывшего образца к разрушению.  

В зависимости от характеристик разделяют разные марки цемента. Все они по-своему маркируются. 

Марки цемента и его маркировка

Для определения марки цемента производят кубические испытательные образцы и проверяют их на сжатие. Каждый кубик разрушается при определенном давлении в кгс/м2, и эта величина соответствует марке. Например, цемент М300 выдержит нагрузку в 300 кгс/м2, а М500 — в 500. 

 

Область использования материала также зависит от марок:

  • М200 подходит для бетонных и штукатурных смесей;
  • М300 применяется для изготовления бетонных растворов, в том числе, под фундаменты малоэтажных строений; 
  • М400 используется для железобетонных конструкций и сооружений;
  • М500 подходит для наружного бетонирования, аэродромных плит или гидротехнических сооружений.

Что касается маркировки, то в ней указывается не только прочность на сжатие, но и другие показатели, например:

  • портландцемент маркируется как ПЦ, а если к нему прибавить 20% шлака, то получится шлакопортландцемент ШПЦ;
  • пуццолановый цемент или ППЦ делается на основе вулканического сырья и применяется при бетонировании в обводненных условиях;
  • сульфатостойкие и противокоррозионные цементы маркируются как СПЦ, ССПЦ или ССШПЦ;
  • белый цемент обозначается как БЦ (для получения клинкера в этом случае используют светлый известняк и каолин, белую глину), а быстротвердеющий — Б;порошок; БЦ — белый цемент;
  • гидрофобный цемент маркируется ГФ, пластифицированный — ПЛ;
  • отдельно в маркировке указывается количество добавок: это маркируется буквой Д и цифрой (например, Д0 — цемент без добавок).   

 

Также существует пять категорий цемента по способу изготовления и составу:

  • I — это бездобавочный портландцемент, в составе которого от 95% до 100% клинкера; 
  • II — группа включает в себя композитные и пуццолановые цементы, в которых количество добавок не превышает 20%; 
  • III — шлакопортландцемент, в котором добавлено от 36 до 65% шлаков; 
  • IV — пуццолановый цемент, где добавок не более 21-35%; V — композиционный порошок, в котором может быть до 11-30% шлака и столько же пуццолана.

 

Для каждого строительного объекта выбирается конкретный тип цемента, что позволяет обеспечить необходимые прочностные и другие характеристики.

 

Как и из чего делают цемент: сырье и технологии производства

Главная  »  Стройматериалы  »

Цемент является основным строительным материалом, без него не обходится практически ни одна стройка. Для изготовления цементной смеси необходимы специальные материалы, которые перемалываются и смешиваются по определенной технологии.

Содержание

  • Из чего делают цемент: основное сырье
  • Корректирующие добавки
  • Как делают цемент на производстве

Из чего делают цемент: основное сырье

Основным сырьем при цементном производстве являются породы из глины и карбоната, а также другие материалы, имеющие естественное происхождение, и отходы производств, такие как шлаки.

Породы карбонатного происхождения включают известняк, мел, мергель и доломиты.

Физические свойства этих пород сильно влияют на качество произведенного цемента. Породы, имеющие кристаллическую структуру, хуже вступают во взаимодействие с остальными компонентами во время обжига, если сравнивать с породами, у которых аморфная структура.

Свойства этих пород следующие:

  1. Мел — это мягкая порода осадочного типа, которая представляет из себя известняк с мажущей способностью. Мел можно без труда измельчить. Этот материал — важный компонент при создании цементной смеси.
  2. Мергель — порода осадочного происхождения, находящаяся между известью и глиной по своим свойствам. Бывает как в твердом, так и рыхлом состоянии. Плотность и влажность этой породы различаются зависимо от того, какой процентный состав глины в нее входит.

При изготовлении цемента используются такие породы, как: глина, лесс, глинистый сланец и суглинки лессовидного типа. Эти материалы со следующими свойствами:

  1. Глины являются породами осадочного типа, которые включают минералы с различными свойствами, при смачивании они становятся пластичными и набухают. Если изготавливать цемент с помощью сухого метода, пластифицирующая способность глины дает возможность гранулировать муку и создавать брикеты. Суглинок — это обыкновенная глина, в которую попали частицы пыли и песка.
  2. Глинистый сланец — порода с высокой плотностью и твердостью. Пластинки, из которых состоит эта порода, имеют небольшую толщину. По сравнению с глиной сланцы не такие влагоемкие и имеют более стабильный состав.
  3. Лесс состоит из мельчайших частиц минералов, таких как кварц, полевой шпат, имеет высокую рыхлость, пористость и невысокую пластичность. Между суглинком и лессом по свойствам находится лессовидный суглинок.

Корректирующие добавки

Процесс изготовления цемента предполагает применение различных добавок, в зависимости от типа необходимого на выходе итогового продукта. Чаще они делаются на основе ископаемых, содержащих следующие компоненты: глинозем, диоксид кремния, флюорит, глину и апатиты.

С помощью корректирующих добавок, ввод которых в состав цемента осуществляется по определенной технологии, улучшают характеристики этого строительного материала. Например, с применением пластификаторов цементный состав начинает обладать такими свойствами:

  1. Становится более стойким к отрицательному воздействию коррозии.
  2. Более высокое сопротивлением к изменениям температуры и долгому замораживанию.
  3. Улучшается прочность бетона.
  4. Увеличивается время затвердевания.
  5. Увеличивается подвижность и эластичность цементного раствора.
  6. Уменьшается степень водопроницаемости.

Добавки, содержащие железо, глинозем и кремнезем — добавляют в цементную смесь, чтобы скорректировать величины модулей этих минералов. В качестве добавки, содержащей железо, обычно выступают пиритные огарки с промышленных предприятий, производящих серную кислоту. Также в этом качестве используют, но чуть реже, колошниковую пыль, получаемую из домн.

Глиноземистая добавка включает в себя глины с малым содержанием железа, бокситы, иногда каолин.

В качестве кремнеземистой добавки в цемент выступают пески из кварца, опоки, трепелы. Чтобы понизить влажность шлама применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки.

Специальные добавки применяются для получения различных видов цемента. С помощью добавок производятся нижеследующие:

  1. Гидрофобный. Противодействует высокой влажности. Благодаря этому цементу готовый бетон имеет хорошую сопротивляемость низким температурам и минимальную проницаемость для влаги.
  2. Белый цемент    . Применяют в качестве сырья, из которого производят разные сухие смеси, в дальнейшем используемые при финишной отделке.
  3. Расширяющийся. При применении этого вида готовый бетон начинает увеличиваться в объеме, что нехарактерно для других видов этого строительного материала (обычно бетон сжимается).
  4. Пуццолановый. Этот строительный материал обладает низким тепловыделением, поэтому применяется при строительстве крупных объектов. При этом заметно снижается вероятность того, что произойдет неравномерная осадка здания.
  5. Цветной. Применяют для производства изделий, которые в дальнейшем не потребуют обработки. При изготовлении цветного цемента обычно добавляют белый клинкер или красители.
  6. Глиноземистый. Прочность уложенного бетона, который замешан на таком цементе, уже через сутки достигает 50%.
    Часто применяется на бетонных заводах в зимнее время благодаря большому количеству выделяемого тепла.

Как делают цемент на производстве

При производстве цемента имеется определенная технология, которая предусматривает проведение следующих операций:

  1. Все ингредиенты предварительно подвергаются смешиванию для изготовления клинкера, состоящего из известняка и глины. Доля этих материалов в общей массе клинкера составляет соответственно 75 и 25%.
  2. Затем производят обжиг при высокой температуре, собственно благодаря этому и образуется клинкер. Это происходит при взаимодействии глины и извести, находящихся под воздействием высокой температуры, достигающей 1450 оС.
  3. Затем производят измельчение в шаровых мельницах. Такие мельницы представляют собой специальные барабаны с металлическими шарами внутри.
    Барабаны имеют горизонтальное расположение и позволяют измельчить клинкер в порошок. Чем меньше фракция измельченного материала, тем качественнее получится цемент и марка строительного материала будет выше.

При производстве цемента используются различные методы, что обусловлено расположением цементного завода, применяемым оборудованием, а также спросом на определенные марки продукции.

Вы когда-нибудь были на заводе по производству цемента?

Технологии производства имеют отличие только по способам подготовки компонентов для изготовления цемента. Они осуществляются следующими способами:

  1. Мокрый. Такая технология предполагает применение мела вместо извести, который при соединении с остальными ингредиентами одновременно измельчается в шаровой мельнице с непременным добавлением воды. В результате образуется шихта, в которой концентрация влаги достигает 40-50%. Далее получившийся продукт проходит обжиг в печи и превращается в клинкер в виде шара, а впоследствии подвергается измельчению.
  2. Сухой. Эта технология позволяет уменьшить затраты на изготовление цемента и добиться сокращения времени цикла производства. Такое удешевление и ускорение процесса связано с тем, что одновременно происходит перемалывание и сушка компонентов цемента в мельнице под воздействием нагретых до высокой температуры газов. В конечном итоге получается шихта в виде порошка.
  3. Комбинированный. Этот вариант соединяет в себе мокрый и сухой методы, но у этого способа есть свои отличия. Один из вариантов предполагает итоговое получение полусухого состава, имеющего влажностью до 18%, который производится с помощью сушки шихты, полученной по технологии мокрого производства. Другая методика основана на подготовке сухой смеси, которую впоследствии увлажняют до 14%, гранулируют, и в заключение отжигают полученную смесь.

Полученный цемент требуется хранить в местах с пониженной влажностью. Иначе при длительном хранении связующие свойства строительного материала ухудшаться и качество произведенного из него бетона не будет соответствовать заявленным характеристикам.

Популярное


Что такое цемент, как он производится и какие виды существуют

  1. Ферровиал
  2. Ресурсы

Что такое цемент?

Цемент представляет собой мелкий мягкий порошок, используемый в качестве вяжущего, так как он затвердевает после контакта с водой. Его производят из смеси известняка и глины, которые обжигают, а затем измельчают.

Как производится цемент?

Со времен Древней Греции и Рима человечество использовало цемент для строительства. Однако процесс изготовления этой быстросохнущей серой пасты с тех времен значительно изменился. Рудиментарные методы прошлых лет больше не используются для работы с известняком; вместо этого используется специальное оборудование для производства очень тонких порошков в невиданных ранее количествах.

Начиная с 19 века, индустриализация производства цемента позволила использовать этот материал на самых разных строительных площадках, а также использовать его в эстетических и утилитарных целях в современной архитектуре.

Как производится строительный цемент?

  • Процесс начинается в карьере с добычи известняка и глины.
  • Сырье транспортируется на специальный завод, где измельчается .
  • При предварительной гомогенизации гамма-оборудование анализирует сырье, а затем оно смешивается с точным количеством железа и известняка, которое определяется в зависимости от типа производимого цемента.
  • Эта деревенская смесь измельчается во время измельчения до получения мелкой «муки».
  • Затем он поступает в бункер гомогенизации .
  • При воздействии высоких температур кристаллизуется, а затем охлаждается, превращаясь в гомогенизированное измельченное вещество (маленькие серые круглые кристаллизованные камни).
  • Предварительное измельчение. После определенного периода хранения клинкер проходит через вальцовую мельницу.
  • Во время шлифовки клинкер измельчают с гипсом (отношение гипса к клинкеру определяет тип получаемого цемента).
  • Наконец, готовый цемент упаковывается и распределяется по мешкам.

Какие виды цемента существуют?

  1. Обыкновенный портландцемент (OPC) : производится и используется во всем мире. Он широко используется для различных целей, включая бетон, раствор (каменная кладка), штукатурка, раствор и шпаклевка стен.
  2. Портланд-пуццолановый цемент (КПП) : (OPC + пуццолановый клинкер) идеально подходит для морских сооружений, канализационных работ, фундаментных работ, доков, мостов и т. д.
  3. Цемент с высоким содержанием глинозема (HAC): (OPC + боксит и известняк) идеально подходит для высокие температуры или выделяющие много тепла, например, литейные цеха, мастерские и огнеупоры.
  4. Шлаковый цемент доменной печи (клинкер + 60% шлака): идеально подходит для конструкций с ограниченным бюджетом.
  5. Сульфатостойкий цемент: используется с почвами или грунтовыми водами, содержащими более 0,2% или 0,3% г/л солей сульфата кальция соответственно.
  6. Быстросхватывающийся цемент: для подводных конструкций и конструкций в холодную дождливую погоду.

Какие страны производят цемент?

Основными производителями цемента на сегодняшний день являются:

  1. Китай: более двух тысяч четырехсот (2400) тонн цемента в год
  2. Индия: более двухсот (200) тонн цемента в год
  3. США, Россия, Турция и Япония: менее 100 тонн в год

Каковы преимущества строительства из цемента?

Цемент является важным строительным материалом; на самом деле, это один из наиболее широко используемых в мире. Большинство конструкций используют его по крайней мере на одном из своих этапов: фундаменты, полы, перемычки, внутренние или внешние стены или потолки.

Основное преимущество цемента заключается в том, что это прочный, долговечный материал, недорогой и широко используемый. Это делает его фаворитом среди архитекторов и строительных компаний по всему миру.

Строительство из цемента имеет множество преимуществ и преимуществ: 

  • Это выгодно с финансовой точки зрения .
  • Он прочный и долговечный : его долговечность подтверждена тысячами лет. На самом деле, чем дольше стоит здание, тем более устойчивым оно становится. На него не влияет влажность, и он может выдерживать большие погодные изменения.
  • Требуется очень мало обслуживания .
  • Универсальный . Его можно использовать при строительстве зданий или мощении, для мостов через море или для изготовления парковых скамеек.
  • Не подвержен пожару . Это делает его подходящим строительным материалом для важных зданий, таких как больницы, школы, музеи, библиотеки и банки.
  • Устойчивое развитие. Это естественный изолятор, поэтому он меньше зависит от систем отопления и кондиционирования воздуха, что позволяет создавать более эффективные конструкции.

Как будут производить цемент в будущем?

Каждый день открываются новые смеси и области применения цемента. Последние технологические инновации позволяют производить цемент быстрее, качественнее и с меньшими затратами, гарантируя, что он останется основным строительным материалом на долгие годы.

Технологии также принесли новые области применения (расширяющийся цемент), области применения (декоративный микроцемент) и методы строительства на основе цемента (например, 3D-печать).

Недавно Хенку Джонкерсу, голландскому профессору микробиологии, удалось создать биобетон, который восстанавливается при появлении трещин. Смешав цемент со специфическими бактериями, которые производят известняк, он создал сверхпрочный «живой» материал, который сможет защитить внутреннюю стальную арматуру от повреждения водой.

Эти технологические достижения позволяют нам предсказать, что цемент останется одним из самых важных строительных материалов и что он продолжит формировать очертания наших городов будущего в следующем столетии.

Гугл игры Магазин приложений
  • Ресурсы
  • Связаться с нами
  • СТЕРЖЕНЬ
  • Доступность
  • Официальное уведомление
  • Политика конфиденциальности
  • Политика в отношении файлов cookie
  • Твиттер
  • Линкедин
  • Фейсбук
  • Инстаграм
  • Пинтерест
  • YouTube

8 Основные ингредиенты цемента и их функции

Гражданское строительство Engineering for Life

Поиск

Цемент как вяжущий материал является очень важным строительным материалом. Почти все строительные работы требуют цемента. Поэтому состав цемента представляет большой интерес для инженеров. Для понимания состава цемента необходимо знать функциональность компонентов цемента. Изменяя количество ингредиента при производстве цемента, можно добиться желаемого качества цемента.

Состав цемента

Из чего состоит цемент — Состав цемента

Цемент состоит из восьми основных компонентов. The following image is showing the ingredients of cement: 

The general percentage of these ingredients of which cement is made of is given below:

 Ingredient
Percentage in cement
Lime 60-65
Силикагель 17-25
Глинозем 3-8
Magnesia 1-3
Iron oxide 0. 5-6
Calcium Sulfate 0.1-0.5
Sulfur Триоксид 1-3
щелочные 0-1

Функциональных функций.

  1. Известь : Известь представляет собой оксид или гидроксид кальция.
    • Наличие извести в достаточном количестве необходимо для образования силикатов и алюминатов кальция.
    • Дефицит извести снижает прочность цемента.
    • Дефицит извести приводит к быстрому схватыванию цемента.
    • Избыток извести ухудшает качество цемента.
    • Чрезмерное присутствие извести вызывает расширение и разрушение цемента.

    2.  

     

  • Кремнезем : Двуокись кремния известна как кремнезем, химическая формула SiO 2 .
    • В цементе должно присутствовать достаточное количество кремнезема для двухкальциевого и трехкальциевого силиката.
    • Силикагель придает прочность цементу.
    • Силикагель обычно составляет около 30 процентов цемента.

       

  • Глинозем : Глинозем – это оксид алюминия. Химическая формула Al 2 О 3 .
    • Глинозем придает цементу свойство быстрого схватывания.
    • Температура спекания снижается при наличии необходимого количества глинозема.
    • Избыток глинозема ослабляет цемент.

      •  

  • Магнезия : Оксид магния. Химическая формула MgO.
    • Содержание магнезии в цементе не должно превышать 2%.
    • Избыток магнезии снижает прочность цемента.

      •  

  • Оксид железа : Химическая формула Fe 2 O 3 .
    • Оксид железа придает цвет цементу.
    • Действует как флюс.
    • При очень высокой температуре вступает в химическую реакцию с кальцием и алюминием с образованием трехкальциевого алюмоферрита.
    • Трехкальциевый алюмоферрит придает твердость и прочность цементу.

      •  

  • Сульфат кальция : Химическая формула CaSO 4
    • Присутствует в цементе в виде гипса (CaSO 4 .2H 2 O)
    • Замедляет или замедляет схватывание цемента.

      •  

  • Триоксид серы : Химическая формула SO 3
    • Его содержание не должно превышать 2%.
    • Избыток триоксида серы делает цемент неустойчивым.

      •  

  • Щелочной :
    • Не должно быть более 1%.
    • Избыток Щелочное вещество вызывает высолы.

    • Химические формулы цементных материалов

    Цемент состоит из различных химических компонентов, как обсуждалось выше. Химический состав цемента зависит от химического состава этих ингредиентов. Эти компоненты имеют свою химическую формулу. Для самого цемента не существует конкретной химической формулы.

    Ниже приведены химические формулы основных компонентов цемента.

    • Lime -Ca(OH)₂
    • Silica — SiO 2
    • Alumina — Al 2 O 3
    • Magnesia — MgO
    • Iron oxide — Fe 2 O 3
    • Calcium Sulfate — CaSO 4
    • Sulfur Trioxide — SO 3
    • Alkaline — «X»(OH)  2

    Summary of the article :

    By reading this article on cement components, you теперь способны ответить на следующие вопросы.

    • Из каких компонентов состоит цемент?
    • Из чего состоит цемент?
    • Что входит в состав цементного порошка?
    • Что в цементе?
    • Из чего сделан цемент?
    • Что такое ингредиенты портландцемента?
    • Описать цементный состав.
    • Из чего делают цемент?
    • Из чего делают цемент?
    • Какие химические вещества содержатся в цементе?
    • Из чего химически состоит цемент?
    • Что входит в состав цемента?
    • Каковы функции различных ингредиентов портландцемента?
    • Каковы функции извести в цементе?
    • Каковы функции кремнезема в цементе?
    • Каковы функции глинозема в цементе?
    • Каковы функции магнезии в цементе?
    • Каковы функции оксида железа в цементе?

      •  

    Статьи по теме:

    Цемент

    • Что такое цемент?
    • Типы цемента
    • Цементный состав
    • Физические и химические свойства цемента
    • Процесс производства цемента
    • Использование цемента
    • Сырье цемент
    • Свойства хорошего цемента
    • Полный тест цемента
    • Кемента
    • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *