Критерии оценки свойств добавок

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.

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.

Основные характеристики цемента

Технология изготовления предусматривает соблюдение нормативов ГОСТ 10178-76. Состав может включать добавки.

Если они присутствуют, изменяются характеристики цемента:

прочность – возможность материала выдерживать определённые нагрузки до наступления разрушения. Прочностные показатели и способность к затвердеванию в процессе гидратации – это взаимосвязанные понятия, для приобретения прочности требуется длительное время, от 28 дней. Цемент разделяется на марки, обозначаются буквой М и индексом: 300, 400, 500, есть менее распространённые составы высокой прочности – М600, М700, М800;

Ингредиенты берут в определенном соотношении, что обеспечивает образование силикатов кальция, алюмоферритной и алюминатной фаз

• время застывания. На процесс гидратации и окончательного застывания материала влияет тонкость помола клинкера. По мере уменьшения зерна увеличивается прочность. При определении застывания растворов и бетонов учитывается нормальная густота состава. Продолжительность до схватывания зависит от водопотребности и количества минералов. При нормальной густоте схватывание заснимает от 45 минут до 10 часов. При увеличении температуры сроки сокращаются, в холодное время – увеличиваются;
• водопотребность – это потребление воды для гидратации вещества и приобретения достаточной пластичности. Обычно рекомендуется состав с 15–17 % жидкости. Для увеличения подвижности раствора можно закладывать воду в пропорции 30–35 %;
• плотность насыпи. Истинная плотность материала составляет 3000–3100 кг/см3. Плотность после высыпания 900–1100 кг/см3, после уплотнения показатель составляет 1400–1700 кг/см3;
• устойчивость к коррозии. На показатель влияет минеральный состав и плотность цемента. По мере снижения зернистости клинкера и увеличения пористости уменьшается устойчивость к коррозии;
• тепловыведение. В ходе застывания из цемента неизбежно выделяется тепло. Если скорость течения процесса относительно низкая, уменьшается риск появления трещин в процессе эксплуатации. Быстрое тепловыделение – это нежелательный процесс при строительстве многоэтажных и высоконагруженных зданий. Для регулировки тепловыделения в состав вносятся активные и инертные добавки;
• морозостойкость. Показатель отражает устойчивость к замерзанию и оттаиванию как в пресной, так и солёной воде.

Разновидности материала

В продажу поступает множество разновидностей цемента. Они отличаются друг от друга по целому ряду характеристик:

• Прочность. Важнейший показатель, который указывается на маркировке. Она выполняется в виде буквы М и цифры. Последняя и обозначает прочность. Ее определяют в результате проведения технических испытаний.
• Фракция. Определяется помолом смеси. Чем он тоньше, тем более качественной считается продукция. Идеальным считается состав из крупных и мелких частиц, поскольку только тонкий помол требует слишком большого количества воды при замесе.
• Скорость отвердевания. Варьируется путем введения в смесь гипса. В зависимости от назначения продукта может существенно различаться. 
• Морозоустойчивость. Определяется реакцией на цикл замораживание и размораживание. Материал характеризуется количеством таких циклов, которые он выдерживает без изменения своих свойств. 

Instagram metallgroupvitebsk

Потребность в воде при замесе раствора зависит от плотности материала, поэтому количество воды для замеса разных марок разнится. Избыток жидкости уменьшает прочность цемента.

В зависимости от области применения выделяется несколько типов цементных смесей.  

Портландцемент

Отвердевает на воздухе и в воде. Минеральные добавки отсутствуют. Широко используется для возведения разноплановых монолитных конструкций. 

Сульфатостойкий 

Его особенность — повышенная устойчивость к химическим агрессивным средам. Характеризуется невысоким коэффициентом насыщения. Это позволяет применять сульфатостойкий цемент для строительства гидротехнических, подземных сооружений и т.п.

Пуццолановый

Может считаться разновидностью сульфатостойкого, но с добавлением активных минералов. Медленно отвердевает, имеет высокую водостойкость. Используется для гидротехнического строительства.

Глиноземистый

Повышено содержание окиси кальция и глинозема. Это позволяет смеси быстро отвердевать. Применяется для изготовления быстро твердеющих жаростойких и строительных растворов, которые находят применение при ремонтных работах, скоростном строительстве, зимнем бетонировании и т.д.

Кислотоупорный

В состав входит кварцевый песок и кремнефтористый натрий. Замешивается не водой, а жидким стеклом. Используется для получения кислотостойких покрытий. Не выдерживает постоянного воздействия воды.  

Пластифицированный

Изготавливается со специальными добавками, придающими морозостойкость и повышенную подвижность приготовленным на этом цементе растворам. Они приобретают большую прочность, лучше сопротивляются коррозионным воздействиям и отличаются повышенной водонепроницаемостью.

Шлакоцемент

В его рецепт включается шлак, процент содержания которого может варьироваться от 20% до 80% от массы продукта. Это удешевляет материал, замедляет скорость его отвердевания и увеличивает жаростойкость. Применяется для возведения наземных, подводных и подземных объектов.

Instagram tsement_82

Как показывает практика, самым востребованным вариантом является портландцемент. Именно его имеют в виду, когда речь идет о цементе.   

Как делают цемент на производстве: три основных способа

Как мы говорили ранее, существует несколько способов изготовить цемент в условиях промышленного предприятия. Три основных метода:

• сухой;
• мокрый;
• комбинированный.

Сухой способ

В зависимости от свойств исходного сырья выбирают схему производства. Сухой способ делится на следующие этапы:

• дробление сырья;
• просушка до определённой влажности;
• помол компонентов после их соединения до получения муки;
• обжиг муки во вращающейся печи;
• охлаждение и отправка на склад.

Так выглядит вращающаяся печь цементного завода

Такой способ производства считается наиболее выгодным и менее энергозатратным.

Мокрый способ

Данный метод предполагает измельчение компонентов и добавление к ним воды. В итоге получается не мука, а сырьевой шлам. Он попадает в печь на обжиг, а затем − в холодильник. Охлаждённый клинкер перемалывается, и при необходимости вносятся добавки.

Отличия сухого и мокрого способов

Комбинированный способ

В данном случае сначала мокрым способом получают сырьевой шлам, затем он обезвоживается, и получаются гранулы. Они проходят печь, используемую при сухом способе производства. Как правило, целесообразность данного способа исходит из качества исходного сырья и снижения себестоимости конечного продукта.

Любой из методов требует максимально тщательного смешивания сырья и тончайшего помола. Продукт должен получиться однородным. Готовая продукция складируется в цементных силосах, которые представляют собой башни. В них цемент аэрируется, что позволяет ему не слёживаться. Пакуется продукция в бумажные пакеты или не упаковывается, а отправляется навалом.

Цементные силосы ELKON

5.1 Характеристики

5.1.1
Вещественный состав цементов должен соответствовать значениям, указанным в .

5.1.2
Требования к физико-механическим свойствам цементов приведены в .

5.1.3 Требования к
химическим показателям цементов приведены в .

Таблица 3                                                      В процентах массы цемента

5.1.4
Удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в
цементе не должна быть более 370 Бк/кг.

Основные характеристики продукта

Показатели плотности цемента: насыпная — 900-1100 кг/м³, с уплотнением — 1400-1700. Значения истинного удельного веса достигают 3 т/м³. Существует несколько технических характеристик, по которым судят о качестве вяжущего порошка:

1. Тонина помола — определяет : чем меньше частички, тем большую поверхность в один слой они покрывают. Контрольные замеры выполняют рассеиванием на сите с ячейкой 80 мкм.
2. Водопотребность — количество влаги, необходимой для гидратации цемента и придания тесту пластичности. Излишняя вода в растворе приводит к образованию пор и трещин, снижению прочности.
3. Морозостойкость — способность изделий на основе цементного порошка выдерживать многократные заморозки и оттаивания без разрушения. Необходимого показателя добиваются специальными добавками при замешивании раствора.
4. Время схватывания — в зависимости от густоты замеса находится в диапазоне 0,7-10 часов. Показатель зависит и от количества гипса, добавляемого в клинкер при размоле.
5. Прочность определяется по разрушению образца, изготовленного из цемента от каждой партии выпущенного раствора. Возраст кубиков устанавливается стандартом — 28 дней.

Основные характеристики.

На все отгружаемые цементным заводом объемы заполняют паспорта качества, в которые вносят перечисленные характеристики. Потребители самостоятельно проводят входной контроль, чтобы подтвердить добросовестность поставщика.

5.2 Требования к материалам

Для
производства цементов применяют портландцементный клинкер, минеральные добавки,
указанные в , гипс или другие материалы,
содержащие сульфат кальция, для регулирования сроков схватывания. В цемент
могут быть введены специальные добавки для регулирования отдельных
строительно-технических свойств цемента и технологические добавки для улучшения
процесса помола и (или) облегчения транспортирования цемента по трубопроводам [].

5.2.1
Портландцементный клинкер

Суммарное
содержание трехкальциевого и двухкальциевого силикатов (3CaO×SiO₂+2CaO×SiO₂) в клинкере
должно быть не менее 67 % массы клинкера, а массовое отношение оксида кальция к
оксиду кремния (CaO/SiO₂) – не менее
2,0. Содержание оксида магния MgO в клинкере не должно быть более 5,0 % массы клинкера.
Допускается содержание оксида магния MgO до 6,0 % массы клинкера при условии
положительных результатов испытаний цемента из данного клинкера на
равномерность изменения объема в автоклаве по ГОСТ
310.3.

5.2.2
Минеральные добавки – основные компоненты цемента

5.2.2.1
В качестве минеральных добавок – основных компонентов цемента применяют
гранулированный шлак по ГОСТ
3476, активные минеральные добавки – пуццоланы (природные или искусственные
пуццоланы, топливные золы, в том числе кислые или основные золы-уноса,
микрокремнезем, глиеж и обожженные сланцы) и добавку-наполнитель – известняк по
соответствующей нормативной документации.

Содержание
карбоната кальция CaCO₃
в известняке, рассчитанное по содержанию оксида кальция CaO, должно быть не менее 75 % массы
известняка, содержание илистых и глинистых примесей не должно быть более 1 %.

Потеря массы
при прокаливании (п.п.п.) золы-уноса в течение одного часа не должна быть более
5 %. Золы-уноса, характеризуемые п.п.п. свыше 5% до 7 %, применяют при условии,
если выполняются требования к долговечности, особенно морозостойкости цемента,
и сочетаемости с добавками, с помощью которых обеспечиваются требования к
бетонам и растворам, установленные нормативами, учитывающими климатические
факторы района использования. Для цементов, содержащих золы-уноса с п.п.п.
свыше 5 % до 7 %, предельное значение 7 % указывают на упаковке и в
товаросопроводительной документации.

5.2.2.2
Активные минеральные добавки при испытаниях по ГОСТ 25094
должны удовлетворять требованиям .

5.2.3
Вспомогательные компоненты

В качестве
вспомогательных компонентов цемента могут применяться любые минеральные
добавки, в том числе указанные в . Вспомогательные компоненты
не должны существенно повышать водопотребность цемента, а также снижать
долговечность бетона или защиту арматуры от коррозии.

5.2.4
Материалы, содержащие сульфат кальция

В качестве
регулятора сроков схватывания применяют камень гипсовый или гипсоангидритовый
по ГОСТ
4013 или другие материалы, содержащие в основном сульфат кальция, по
соответствующей нормативной документации.

5.2.5
Специальные и технологические добавки

В качестве
специальных и технологических добавок применяют органические или неорганические
материалы по соответствующей нормативной документации.

Суммарное
количество этих добавок не должно превышать 1,0 % массы цемента. Количество
органических добавок в сухом состоянии не должно превышать 0,5 % массы цемента.

Добавки не
должны вызывать коррозию арматуры или ухудшать свойства цемента или
изготовленного на его основе бетона или раствора.

5.2.6
Дополнительная информация о материалах, применяемых для изготовления цементов,
приведена в .

Характеристики

ПЦ М500 имеет довольно высокие качественные характеристики. Как уже говорилось выше, его особо ценят за надежность и долговечность.

Основные характеристики портландцемента:

• быстро схватывается и затвердевает уже от 45 минут после использования;
• переносит до 70 циклов замораживания-оттаивания;
• способен выдержать на изгибе до 63 атмосфер;

• гигроскопическое расширение не более 10 мм;
• тонкость помола составляет 92%;
• прочность на сжатие сухой смеси – 59.9 МПа, что составляет 591 атмосферу.

Плотность цемента – это информативный показатель, означающий качество вяжущего компонента. От него зависит прочность и надежность возводимой конструкции. Чем выше насыпная плотность, тем лучше будут заполнены пустоты, что, в свою очередь, снизит пористость изделия.

Насыпная плотность портландцемента варьируется от 1100 до 1600 кг на куб. м. Для расчетов используют величину в 1300 кг на куб. м. Истинная плотность ПЦ равна 3000 – 3200 кг на куб. м.

Срок хранения и эксплуатации цемента М500 в мешках составляет до двух месяцев. Информация на упаковке обычно говорит о 12 месяцах. При условии, что хранить его будут в сухом, закрытом помещении в герметичной упаковке (мешки обматывают полиэтиленом).

Основные характеристики продукта

Технические характеристики определяются согласно марке продукции. Она обозначается на упаковке в виде цифр с буквой «М» впереди. Фактически число означает прочность при сжатии и является величиной условной.

Цемент марки М400 производства ЗАО «Евроцемент Групп»

Обсудим основные характеристики продукта.

Характеристика
Описание
Прочность
Именно это число фигурирует в марке цемента. Испытываемый образец сжимают в течение 28 дней, после чего данные вычислений заносят в документацию. Измеряется прочность в МПа.
Зависимость цемента от воды
Плотность самого продукта превосходит плотность воды, отчего различные марки впитывают разное количество жидкости

Очень важно при производстве цементных растворов, какое количество воды требуется для определённой части продукта. Её избыток сделает верхний слой конструкции из цемента непрочной.
Фракция готовой продукции
Чем тоньше помол цементных частиц, тем дороже он будет стоить

На производстве тонкость помола определяется путём просеивания частиц через мелкие сита, данная характеристика указывается на упаковке. Однако стоит учитывать при работе, что слишком мелкие частицы (40 мкм) потребуют больше воды при создании раствора. Многие производители смешивают мелкие и крупные фракции для создания идеального продукта.
Устойчивость к низким температурам
Погодные условия в некоторых странах довольно суровые. К цементу предъявляются требования устойчивости при многократном замораживании и размораживании. Если строительная конструкция состоит только из цемента и не имеет добавок, после замораживания вода внутри увеличивается в объёме, что постепенно приводит к растрескиванию.
Устойчивость к коррозии
Окружающая среда негативно влияет на конструкцию из цемента. Чтобы обеспечить его стойкость к коррозии, вносят в состав полимерные добавки или корректируют минералогический состав путём замены одних компонентов на гидроактивные.
Скорость затвердевания
Этот показатель также важен. Производители учитывают его так, чтобы скорость не была стремительной или медленной. Регулируют показатель путём добавления гипса.

Конструкция с использованием цемента должна выдерживать серьёзные нагрузки

Стоимость цемента

Изготовители выпускают продукцию, расфасованную по массе. Вес мешков цемента бывает 35, 42, 26, а также 50 кг. Выгоднее всего покупать последний вариант. Он наиболее оптимально подходит для загрузки и позволяет сэкономить на упаковке. В зависимости от объекта, на котором будут вестись ремонтные работы, используется цемент различных марок, имеющий свою собственную стоимость.

При оплате учитывается каждый мешок цемента. Цена его фиксированная и может колебаться в зависимости от требований продавца. Перед тем как начать рассчитывать денежные затраты, необходимо определиться с еще одним нюансом. Иногда можно увидеть объявление, в котором указана стоимость ниже стандартной. Не стоит попадаться на такую ловушку. В таких случаях дорогой цемент разбавляется более дешевым. Выигрывая несколько рублей, вы потеряете качество строительного материала.

Возьмем один 50 килограммовый мешок цемента. Цена марки М400Д0 составит 220 рублей. Стоимость других может изменяться, но в среднем это: М400Д20 – 240 рублей. М500Д0 – 280 рублей. М500Д20 – 240 рублей. Если нужно использовать только пару мешков цемента, то их наиболее выгодно покупать в ближайшем магазине по продаже строительных материалов. А если нужно большое количество, то следует обратиться на завод-изготовитель.

Гидравлические вяжущие вещества

Область применения воздушных вяжущих ограничена теми местами, где готовые конструкции не подвергаются воздействию влаги, в противном случае приходится применять гидрофобизирующие (водоотталкивающие) добавки или проводить гидроизоляционные мероприятия, поэтому применение гидравлических вяжущих более удобно и распространено шире.

К ним относятся вещества, образующие гидратные (молекула воды входит в кристаллическую решетку как составная часть) соединения, когда превращение в камневидное тело и дальнейший набор прочности могут происходить во влажной среде, а воздействие воды в ходе эксплуатации конструкций не приводит к их разрушению.

Растворы и бетоны для выполнения водостойких конструкций приготавливают на основе гидравлической извести (из осадочных известковых пород особого состава – мергелей) и портландцемента, причем именно последний придает монолитным и сборным элементам здания необходимую прочность, а известковые растворы применяются там, где нагрузки минимальны.

Как приготовить цементный раствор

Чтобы начать строительные работы, потребуется приготовить цементный раствор. Каждый мужчина должен знать, как изготавливается смесь. Растворы на основе цемента бывают различного типа, но все они имеют один и тот же основной состав.

Раствор для кирпичной кладки

Состав цементного раствора

Стандартно для приготовления цементной смеси необходимо три компонента:

• цемент для связки;
• вода;
• наполнитель.

В качестве наполнителя используют песок, гравий, щебень и другие компоненты. Важнейшим правилом при получении является соблюдение пропорций.

Раствор для штукатурки

Пропорции цементного раствора

Пропорции рассчитываются в зависимости от вида работ и типа цемента. Например, раствор из цемента и песка используется для стяжки пола.

Чтобы изготовить раствор для кирпичной кладки, потребуется следовать пропорциям цемента и песка согласно таблице:

Статья по теме:

Экономия на цементе приведёт к снижению марки готового раствора. Для приготовления трёхкомпонентного раствора из песка, щебня и цемента используют продукцию марок М400 и М500.

Таблица пропорций для раствора под фундамент

Как разводить цемент правильно

Чтобы приготовить правильный технологичный раствор, внимательно знакомьтесь с инструкцией. Для каждого типа работ используется определённая марка раствора:

• для оштукатуривания стен − М50 или М100;
• для кирпичной кладки − М50 или М100;
• для половой стяжки − М100 или М200;
• для возведения основ и фундаментов − М200 или М300.

Готовят растворы либо в специальном поддоне, либо в бетономешалке. Последняя поможет получить однородную смесь при минимуме усилий.

Приготовление бетонной смеси

Для приготовления смеси песок (желательно чистый) соединяют в нужной пропорции с цементом и тщательно перемешивают. Добавляют воду. Желательно, если это будет осадочная вода, а не водопроводная. Вливая воду, продолжайте замес. Полученная бетонная смесь должна быть использована в течение полутора часов. 

Если качество цемента зависит от производителя и исходного сырья, то качество бетонной смеси зависит только от вас!

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Советы и рекомендации

При выборе цемента и его покупке обратите внимание на упаковку порошковой смеси. Она должна состоять из 3-4 слоев бумаги, плотно закрытой сверху герметичным швом

Такой способ упаковывания обязателен и является гарантией защиты от влияния воды и влаги.

На верхнем слое бумаги можно найти обозначение марки цемента, вес упаковки, название изготовителя, а также срок годности состава. Он не должен превышать 60 дней. Наличие даты производства обязательно. В случае отсутствия даты необходимо ознакомиться с сертификатами качества, которые находятся у продавца.

На лицевой стороне упаковки можно увидеть знак ISO-9000 – это обозначение Международного стандарта качества продукции.

Если есть возможность, ознакомьтесь с отзывами о продукции неизвестной вам марки на форумах. Если данные о заводе-изготовителе отсутствуют, следует избегать покупки такого товара.

Цемент хорошего качества обладает серым цветом, возможны более темные оттенки. Испорченный и потерявший связующие качества состав бывает очень темного коричневатого цвета. При попытке скатать комок он рассыпается.

Прочность цемента можно прочитать по его маркировке. Быстро застывающая смесь имеет обозначение «Б», нормально застывающая – «Н».

Низкая цена на упаковку цемента не может свидетельствовать о его низком качестве.

Еще больше информации о изготовлении цемента в следующем видео.

“Сухой” и “мокрый” способ

Существует два способа получения нужного состояния смеси: “сухой” и “мокрый”. Если влажность компонентов высокая, глина и мягкий известняк (мел) растворяются в воде, затем из этой суспензии, называемой сырьевым шламом, вода сильным нагревом (испарением) удаляется. Получается равномерная тонкоизмельченная смесь. Более экономичный способ – “сухой”, где нет стадии доведения шлама до кипения, а смесь измельчается механическим способом.

Далее во вращающихся печах – цилиндрах диаметром около 5 м, длиной около 200 м, имеющих уклон для перемещения сырьевой массы в процессе обжига, происходит образование клинкера – окатанных гранул, появляющихся в процессе спекания смеси при температуре 1450 ⁰С в результате физических и химических взаимодействий.

Клинкер охлаждается и выдерживается до двух недель перед окончательной операцией – совместным измельчением с определенным количеством гипса, который добавляется для замедления процесса схватывания. Здесь окончательно формируется состав цемента, на этой же стадии вводятся различные минеральные добавки, придающие вяжущему нужные специфические свойства.

Список источников

• www.ivd.ru
• HomeMyHome.ru
• stroy-podskazka.ru
• www.syl.ru
• pobetony.expert
• dekoriko.ru
• 1beton.info
• files.stroyinf.ru
• building-ooo.ru
• Vproizvodstvo.ru