Из чего и как делается цемент: сырьё, технологии и виды готового продукта

Из чего и как делается цемент: сырьё, технологии и виды готового продукта

Смотрим на схему производства. Не пугаемся – нам не нужно делать цемент самой высокой марки. Спойлер: у нас и не получится.

Полезная информация:

• Как сделать 3D полы своими руками
• Из чего делают цемент
• Как сделать потолок из пластиковых панелей
• Как сделать бетон своими руками
• Как прочистить засор в унитазе в домашних условиях
• Как сделать наливной пол своими руками

Конечно, этот способ не годится, чтобы получить цемент для серьёзных строительных работ. Марка прочности здесь будет очень невысокая, М200 – наш потолок.

Чтобы было понятно, процесс сводится к измельчению, перемешиванию и нагреванию разных природных материалов. С них мы и начнём.

Рецепт цемента обязательно включает горные породы из двух групп:

• карбонатные;
• осадочные (глинистые).

То есть, в нём обязательно должен присутствовать материал из каждой категории. Карбонатные породы примерно сходны по химическому составу между собой. Это же касается и осадочных пород. Рассмотрим те и другие подробней.

Разновидности цементного раствора

Основными компонентами для изготовления необходимого стройматериала служат глинистые и карбонатные породы. Но иногда используют и другое сырье (например, некоторые отходы, шлаки и т. д.).

• Карбонатная. Состоит преимущественно из песка средних фракций. Он формирует кристаллическую структуру и не допускает образование трещин. Карбонатная штукатурка обладает особой прочностью, устойчивостью к плесени, а еще она паропроницаема. Такое соединение подойдет под любое покрытие.
• Глинистая. В таком виде штукатурки присутствует два вида вяжущих: цементный стройматериал (водное твердение) и известь (воздушное). Глинистый раствор используют для отделки помещений и фасадов, построения фундамента. Преимущества такой жидкости – это пластичность, возможность послойного нанесения, устойчивость к плесени, доступность и подвижность.

Интересно! Стандартный цемент серого цвета, но есть и белый (предназначен специально для замешивания штукатурных смесей и изготовления плитки). Но его цена больше обычного, так как благодаря ему можно проделать больше видов работ.

Разновидности цементного раствора

Основными компонентами для изготовления необходимого стройматериала служат глинистые и карбонатные породы. Но иногда используют и другое сырье (например, некоторые отходы, шлаки и т. д.).

• Карбонатная. Состоит преимущественно из песка средних фракций. Он формирует кристаллическую структуру и не допускает образование трещин. Карбонатная штукатурка обладает особой прочностью, устойчивостью к плесени, а еще она паропроницаема. Такое соединение подойдет под любое покрытие.
• Глинистая. В таком виде штукатурки присутствует два вида вяжущих: цементный стройматериал (водное твердение) и известь (воздушное). Глинистый раствор используют для отделки помещений и фасадов, построения фундамента. Преимущества такой жидкости – это пластичность, возможность послойного нанесения, устойчивость к плесени, доступность и подвижность.

Интересно! Стандартный цемент серого цвета, но есть и белый (предназначен специально для замешивания штукатурных смесей и изготовления плитки). Но его цена больше обычного, так как благодаря ему можно проделать больше видов работ.

Что делать, если состав в мешке затвердел

Бывают такие ситуации, когда цемент после выполнения строительных работ остается в большом количестве. Не выбрасывать же его? Каждый хозяин устанавливает его в сарай, гараж или другое место для хранения. Но тогда по прошествии нескольких месяцев он может видеть, то строительный материал в мешках стал твердым.

Конечно, его можно применять, но только не во всех случаях. Затвердевший цемент можно задействовать для установки столбов или прочих изделий, которые не будут поддаваться сильной нагрузке. Если затвердел материал марки 500, то со временем он утратил свои качества. Теперь они будут соответствовать строительному материалу 300 или 400. И то это будет зависеть от времени, в течение которого от хранился. А вот как сохранить цемент до следующего года и какие способы существуют, рассказывается в данной статье.

Выбор материалов

Как сделать цемент? Для приготовления цементного раствора используется песок, цемент и вода. Все ингредиенты важно добавлять в определенной пропорции. Классическим вариантом является использование 3 частей песка и одной части цемента. В некоторых случаях для добавления консистенции пластичности вместо одной части песка в смесь добавляется известь.

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

1. Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
2. Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
3. Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

Технология приготовления цемента

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

• гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

Бетон с повышенной водонепроницаемостью

• белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

Белый цемент

• расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
• пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
• цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

Цветной цемент

• глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Обжиговая печь

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

• фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
• условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Мельница для помола клинкера

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.

Приготовление цементного раствора

Любой цементный раствор состоит из воды, вяжущего (сам цемент) и заполнителя (чаще всего песок). Соотношение вяжущего и заполнителя зависит от вида выполняемых работ. Так, для штукатурочной смеси можно принять соотношение цемента и песка 1:6, но, например, для кладки кирпичей соотношение вяжущего и заполнителя следует уменьшить как минимум до 1:3.

пропорции растворов

Если смесь готовится для заливки фундамента, то можно еще снизить содержание заполнителя, в таком случае соотношение вяжущего и наполнителя составляет 1:1 или 1:2. Кроме того в смесь для заливки фундамента часто добавляют щебень.

Пропорции бетонной смеси

В строительстве часто используются смеси с добавлением извести или глины, но и в них используется цемент для повышения прочности раствора после твердения.

Также во время приготовления смеси нужно обратить внимание на водоцементное отношение. Конечно, оптимальное соотношение устанавливается для каждого вида смеси, но следует помнить, что чрезмерное содержание воды ухудшает качество раствора после твердения.

Процесс приготовления раствора также имеет некоторые нюансы. Рекомендуется перемешивать вяжущее и заполнитель в сухом виде, и только потом добавлять воду. Также имеет значение в каком порядке компоненты загружаются в емкость. Оптимальным считается послойная загрузка песка и цемента и их равномерное распределение в емкости. При необходимости приготовить большой объем раствора слои песка и цемента можно чередовать несколько раз.

Указанные рекомендации облегчат перемешивание смеси и сделают ее более однородной, исключив комковатость.

Цементный раствор

Пропитки и упрочнители

Эти компоненты могут использоваться даже после застывания бетонной массы.

Упрочняющие пропитки или жидкие упрочнители содержат специальные соединения, которые способны проникать в окаменевший цемент при условии, что он не содержит гидрофобизаторов. Когда пропитка контактирует с бетоном, происходит химическая реакция, образовывающая нерастворимые соединения. Обычно такая пропитка используется для старых бетонных покрытий. Однако её нельзя наносить в условиях агрессивной среды. Но после срабатывания бетон получает возможность выдерживать более высокую нагрузку.

Также для цемента могут применяться сухие упрочнители основным компонентом которых является всё тот же цемент. Благодаря использованию такого порошка, бетонная поверхность способна выдерживать давление до 70 МПа. Также сухой упрочнитель увеличивает прочность бетонного покрытия на растяжение и продлевает его долговечность. Основное преимущество такого способа заключается в том, что его можно использовать в агрессивной среде. Но его можно наносить только чистую и гладкую поверхность. Такой упрочнитель увеличивает период эксплуатации на 10-15 лет.