Цемент — один из основных строительных материалов для производства бетона, строительных растворов и других изделий для внутренней и внешней отделки
Цемент выпускают в виде мелкого порошка, который нужно смешать с водой и по необходимости другими составами: щебнем или песком. Рассказываем, что такое цемент, каким бывает и можно ли сделать его самостоятельно.
- Что это
- Отличие от бетона
- Из чего делают
- Виды
- Как делают
- Как сделать самому
Эксперты в этом материале:
- Денис Старшинов, генеральный директор строительной компании «Строй онлайн»;
- Глеб Штефан, директор компании «Пока нет дома», модульные дома.
Что такое цемент
Цемент быстро затвердевает и способен выдерживать большой вес, не меняя формы(Фото: Another77 / Shutterstock / FOTODOM)
Цемент — это сухая строительная смесь фракции мелкого песка, которая при смешивании с водой образует пластичный раствор [1]. Спустя время он застывает до состояния камня. Используют цемент во всех видах строительства: от заливки фундаментов, стен, мостов и дорожных опор до отделочных и штукатурных работ. По своим свойствам это прочный, долговечный и универсальный материал. В его основе — минеральные смеси, прошедшие особую обработку, а также специальные добавки для улучшения отдельных свойств.
Цемент продают в мешках весом от 5–10 до 50 кг. Это уже готовая к замешиванию сухая смесь. Единственное, чего она боится, — влаги. Если внутрь попадет вода, то цемент застынет. Поэтому хранят цемент в сухих и хорошо проветриваемых помещениях, избегая прямого контакта с водой.
Для чего используют цемент:
- производство бетона для фундаментов, стен, перекрытий, дорог и других конструкций;
- приготовление строительных растворов для кладки кирпича, блоков, стяжки пола;
- изготовление цементных литых изделий, таких как трубы, плиты, столбы и другие элементы;
- штукатурные растворы для отделки, ремонта и заделывания швов, трещин.
Чем цемент отличается от бетона
Цемент — это основное связующее вещество для бетона. Бетон изготавливают из смеси цемента, воды и заполнителей: песка, гравия, щебня. В зависимости от пропорций всех компонентов получают разные по своим свойствам бетонные смеси. Одни рассчитаны на возведение тяжелых конструкций, таких как мосты или опоры, другие — для заливки фундаментов, от больших плит до «лент» под забор, стяжек пола и уличных площадок.
Какие бывают виды фундамента и какой выбрать
Из чего делают цемент
Основа цемента — это различные породы, которые добывают в природе(Фото: Bannafarsai_Stock / Shutterstock / FOTODOM)
Цемент делают из известняковых и глинистых пород, а также их модификаций. Они составляют основу смеси. Дополнительно в состав вводят корректирующие добавки, которые обеспечивают нужную химическую реакцию. Точную формулу определяет производитель. Но, как правило, это песок, железо, бокситы, оксиды кремния, пиритные огарки. Все компоненты измельчают и тщательно смешивают [2].
Сырье, необходимое для производства цемента, влияет на химический состав и его свойства. Основные ингредиенты цемента — кальций, кремний, железо, алюминий и другие добавки. Известняк, мергель и глина являются обычно используемыми источниками этих первичных элементов [3], [4]:
- Оксид кальция образует основной строительный блок цемента;
- Кремний обеспечивает адгезионные свойства и прочность во время и после затвердевания цемента;
- Железо влияет на тепловые свойства цемента и улучшает структурную целостность;
- Оксид алюминия ускоряет ранний набор прочности цемента и улучшает процесс схватывания;
- Другие добавки улучшают отдельные свойства цемента, например устойчивость к низким температурам, время схватывания и затвердевания.
Виды цемента
Цемент бывает разных типов, у каждого свои уникальные характеристики. Основные виды выделяют по клинкеру — промежуточному продукту при производстве цемента:
- на основе портландцементного клинкера;
- глиноземистого клинкера;
- сульфоалюминатного клинкера.
Портландцемент
Наиболее часто используемый цемент общего назначения. В его составе преобладают силикаты кальция [5]. Он подходит для любой области строительства, быстро схватывается при смешивании с водой и со временем набирает прочность. Из него производят бетон, растворы для стяжек или штукатурки. Впервые этот цемент изготовили в XIX веке в Англии. А свое название он получил за сходство с камнем с острова Портленд у побережья Великобритании [6].
Глиноземистый
Отличается от портландцемента тем, что состоит из алюминатов кальция, а не силикатов кальция [7]. Основные сферы применения такого цемента связаны со строительством, где особенно важны долговечность и ранние прочностные характеристики. Его применяют в огнеупорных изделиях, которые должны выдерживать высокие температуры, а также в грунтах, где нужен высокий уровень начальной прочности в холодную погоду. Цемент на основе оксидов алюминия также используют в сооружениях, подверженных интенсивному химическому воздействию и коррозии [8].
Сульфатостойкий цемент
Этот тип цемента обеспечивает высокую устойчивость к сульфатным ионам, что делает его пригодным для использования в почвах, богатых сульфатами (прибрежные морские зоны), или в условиях, когда железобетонная конструкция испытывает воздействие агрессивной среды. В частности, сульфатостойкий цемент предпочтителен в крупных инфраструктурных проектах, например канализационных системах и различных гидротехнических сооружениях [9].
Как делают цемент
Смесь делают разными способами: сухим, мокрым и смешанным(Фото: Okaycm'Stocker / Shutterstock / FOTODOM)
Производство цемента состоит из нескольких этапов, основные из них — обжиг и измельчение сырья. Смесь делают разными способами: сухим, мокрым и смешанным, говорит представитель строительной компании «Группа Родина». Сырье для производства цемента сухим способом высушивают в сушильных барабанах, а затем измельчают в порошковую массу и смешивают с остальными компонентами, объясняет эксперт. Такой вариант считается самым выгодным с экономической точки зрения, поэтому в последнее время это основной способ производства. Однако методология не влияет на качество цемента. Важны именно характеристики составляющих компонентов и пропорции при приготовлении смеси.
Сухой способ
Производство цемента начинается с добычи сырья, такого как известняк, глина, сланец. Эти материалы добывают в шахтах или карьерах, расположенных вблизи цементных заводов.
- Сырье дробят и измельчают.
- В таком виде его прокаливают в специальных печах, благодаря чему удаляется лишняя влага. Предварительная прокалка также способствует химическим реакциям для образования клинкера.
- Далее сырье отправляют на еще один этап термической обработки, в результате которой получают клинкер — промежуточный продукт в производстве цемента.
- Затем его тонко измельчают и смешивают с гипсом и другими добавками для получения цемента.
- Готовую смесь фасуют в тару.
Мокрый способ
При мокром способе измельчение сырьевой смеси проводят в водной среде [2]. Поэтапно это происходит так [10]:
- Подобно сухому методу, сырье проходит добычу, дробление и измельчение. Разница в том, что в мокром способе используют воду, которую добавляют в смесь для образования шлама;
- Далее смесь поступает на обжиг. Этот этап по сравнению с сухим способом занимает больше времени. Шлам в печи нагревается и высушивается, в конечном итоге образуются клинкерные соединения;
- После охлаждения его отправляют в мельницу для финальной обработки.
Как сделать цемент: инструкция
Самое доступное, что можно использовать в качестве альтернативы, — известь и песок. Если перемешать эти два ингредиента и добавить воду, то получится клеящая смесь, с помощью которой можно что-то отремонтировать(Фото: winnond / Shutterstock / FOTODOM)
При желании воспроизвести цементную смесь или близкий к ней аналог, можно самостоятельно. Самое доступное, что можно использовать в качестве альтернативы, — известь и песок, говорит Глеб Штефан, директор компании по строительству модульных домов «Пока нет дома». По словам эксперта, если перемешать эти два ингредиента и добавить воду, то получится клеящая смесь, с помощью которой можно что-то отремонтировать. Но прочность будет не такая высокая, как у цемента, отмечает Штефан. То же самое, отмечает эксперт, можно сделать, смешав известь и золу, но нужно учитывать, что этот способ не совсем безопасен: известь способна вызвать раздражение.
Глеб Штефан, директор компании «Пока нет дома», модульные дома:
— Можно накопать глины, высушить, сделать из нее порошок, а затем смешать с песком. При добавлении воды смесь станет раствором, из которого можно что-то строить. Это самый экологичный материал.
Альтернативой служит гипсовая смесь, алебастр в сочетании с водой тоже имеет достаточно хорошую вязкость. А если говорить о каких-то бытовых вариантах, то можно смешать пищевую соду с клеем — это подойдет для мелкого ремонта. После высыхания получится твердый, но невлагостойкий раствор. Еще один вариант — яичный белок и мел либо зубной порошок. После высыхания получится твердая, но достаточно хрупкая масса.
Проще всего, конечно, купить уже готовый цемент. При изготовлении домашней смеси придется учитывать не только затраты на материалы, время, но и верные пропорции. Например, для приготовления штукатурного раствора важно постоянно выдерживать пропорции, делать быстро и ничего не забыть, говорит Денис Старшинов, генеральный директор строительной компании «Строй онлайн». Но, если очень хочется, можно попробовать следующие «рецепты».
Денис Старшинов, генеральный директор строительной компании «Строй онлайн»:
— Есть простой рецепт самодельного цемента.
Что нужно:
- гашеная известь — основа (3 части);
- глина для прочности (10–20% от объема);
- древесная или угольная зола улучшает свойства (1 часть);
- соль повышает влагостойкость (примерно 5% от извести);
- вода для замешивания.
Как сделать:
- Смешайте известь, золу и соль;
- Добавьте глину и тщательно перемешайте;
- Вливайте воду, пока не получится густая паста;
- Используйте сразу, так как при высыхании смесь затвердеет.
Такой цемент подойдет для небольших строительных работ. Глину добавлять необязательно, но она помогает сделать смесь пластичнее и прочнее. Если ее убрать, цемент будет менее вязким, может быстрее растрескиваться.
Если обойтись без глины, то понадобится: