Виды цемента
Без преувеличения можно сказать, что за последние 300 лет цемент является основой мировой строительной индустрии. Возможностью реализации всех сколько-нибудь серьезных строительных проектов за это время человечество обязано именно ему.Сегодня мы поговрим о видах цемента.
При соединении порошкообразного вещества цемента с водой образуется тестообразная клейкая масса, которая постепенно затвердевает и приобретает прочность камня. В строительстве цемент применяют как вяжущее вещество, при застывании накрепко скрепляющее элементы заполнителя, например, песка или щебня. Так получают бетон, белый кирпич, строительные растворы для скрепления стеновых материалов, цементные растворы для стяжки и штукатурки.
Сырье для изготовления цемента
Можно только предполагать, как кто-то из людей додумался обжигать известняк, а затем полученный продукт измельчать в порошок для того, чтобы смешав его с водой, получить постепенно застывающее строительное тесто для скрепления камней между собой.
Исторически, первыми строительными вяжущими веществами были известь и гипс, которые научились получать много тысяч лет назад. Строительные растворы на их основе являются воздушными – они способны затвердевать только на воздухе, в отличие от более позднего изобретения – цемента, процесс затвердевания которого происходит и в воде.
Древними римлянами было подмечено, что добавление к извести измельченной породы вулканического происхождения улучшают её гидравлические свойства. Дальнейшие многолетние исследования состава вулканических пород, температурного режима их образования, долгий путь экспериментов по поиску оптимального соотношения компонентов, привели к созданию современного цемента.
Наиболее распространенное сырье для производства портландцемента – глина и известняк, содержащие окислы кремния, алюминия и железа, а также соединения кальция. Сырьевые материалы подвергают обжигу при температуре свыше 1400 градусов. При этом происходит изменение их структуры и разложение исходных химических соединений с образованием новых. Продукт высокотемпературной обработки – клинкер – представляет собой спекшиеся гранулы, состоящие главным образом из твердых окислов кальция, кремния, алюминия и железа.
Производство и характеристики цемента
Процентное содержание веществ в клинкере определяет многие свойства конечного продукта:
- прочность;
- скорость нарастания прочности;
- зависимость прочности от условий затвердевания;
- количество выделяемого при застывании тепла;
- устойчивость к воздействию агрессивных сред.
Путем изменения состава клинкера получают портландцементы с отличающимися физическими и химическими свойствами. Далее клинкер размалывается до состояния порошка и смешивается с измельченными добавками – гипсом, для замедления процесса отвердевания, и гидравлическими добавками для преобразования некоторых растворимых в воде составляющих в нерастворимые.
Как это работает?
Цементное тесто готовится путем смешивания цемента с ограниченным количеством воды. При этом начинается химическая реакция соединения клинкерных веществ с водой – гидратация. Так как воды немного, раствор получается перенасыщенным и мельчайшие частицы гидратов, обладающих клеящей способностью, выпадает в осадок. Получается цементное тесто.
Вследствие гидратации количество воды в растворе уменьшается, концентрация гидратов возрастает и они слипаются, утрачивая пластичные и клеящие свойства. Раствор густеет и начинает отвердевать. С течением времени гидратированные массы уплотняются и частично кристаллизуются, армируя цементный камень.
Качество произведенного портландцемента определяют заводскими испытаниями. Сначала изготавливаются стандартные образцы цементного камня, которые, по прошествии 28 суток, подвергают механическим испытаниям на изгиб и сжатие. В соответствии с полученными показателями предела прочности цементу присваивается одна из пяти марок – от 300 до 700. Чем выше показатели по прочности, тем выше марка. Сейчас применяется активно быстротвердеющий и кислотоупорный цемент, цветной цемент. Производители значительно расширили возможности работы с цементом.
