– основа любой строительной конструкции. Практически каждое строение, находящееся вокруг нас, так или иначе, было возведено с помощью цементного раствора. Строительный , созданный на основе цемента, десятилетиями выдерживает многотонную нагрузку, практически не испытывая негативного влияния извне. Почему уже многие десятилетия именно цемент является самым популярным строительным материалом? Редакция сайт попытается раскрыть ту самую секретную формулу, благодаря которой, мы наконец-то узнаем, из чего именно делают цемент и почему его считают одним из самых прочных материалов во всём мире.

Читайте в статье

Нормативные документы

Цемент, как и любой другой товар, обязательно должен пройти процедуру сертификации. Существует несколько ГОСТов и СНиПов, которые в той или иной степени касаются качества цементной смеси. Перечислим основные из них:

1. ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».
2. ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».
3. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Химический состав цемента

Сам по себе цемент − не что иное, как порошок. Его создают на основе клинкера. В составе могут содержаться разные компоненты и наполнители.

Интересный факт! Когда цементный раствор застывает, его плотность не уступает плотности камня. Для создания искусственного камня используется тоже цемент.

Нагрев происходит до показателей +1450°C. Структура природных компонентов меняется, и получается новое вещество – клинкер. После этого полученное вещество соединяют с гипсом и перемалывают, в результате и получается знакомый всем цементный порошок.

Комментарий

Задать вопрос

"Вот так выглядит химический состав готового цементного порошка: 67% оксида кальция (СаО), 22% диоксида кремния (SiO2), 5% окиси алюминия (Al2О3), 3% оксида железа (Fe2O3), 3% прочие составляющие.

"

Основные характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остаётся его марка, именно эта маркировка скажет о такой важной характеристике, как показатель максимальной нагрузки в кг.

Числа указывают на максимальный показатель , которую может выдержать застывший цемент. Его ещё называют показателем прочности на сжатие. На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см³, составляет 200 кг.

Интересно, что тестировать цемент разрешено только после полного высыхания, а это происходит через 28 суток и не ранее. После этого тестовый образец цемента укладывают под пресс и сжимают. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Причём процедуру повторяют шесть раз, а потом из 4 лучших показателей вычисляют среднее арифметическое. Показатель этот измеряется в МПа и кг/см².

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

Задать вопрос

"Буквой «Д» обозначаются данные о специальных добавках, использующихся в цементе. Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удаётся придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость.

"

Типы цемента по сфере использования

Как мы уже замечали ранее, на качество цементной смеси влияют разные добавки. От этого зависит его сфера применения и прочность. К примеру, морозостойкие образцы применяются в и строений на территориях с суровым климатом, в сейсмически опасных зонах применяются добавки, увеличивающие параметры клейкости смеси. Они, в свою очередь, не дают бетонным конструкциям растрескиваться.

Интересный факт! В процессе заморозки вода, содержащаяся в бетоне, расширяется и начинает разрушать его изнутри. Однако современные технологии позволяют улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, нейтрализованный древесный пек. Они создают прочную оболочку вокруг водяных частиц.

Чаще всего в цементную смесь добавляют разные добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%. Для возведения монолитных зданий использую цемент марки М500. У такого материала более высокая скорость застывания и прочность. Обычно именно из такой цементной смеси возводят и несущие конструкции.

Из чего делают цемент

Обычно заводы по производству цемента строят там, где находятся залежи известняка и других пород, которые используются при создании клинкера. Главными природными элементами, из которых делают цемент, являются:

• ископаемые карбонатного типа: кристаллические породы, поддающиеся обжигу;
• глинистые материалы, а также горные породы осадочного характера минерального происхождения. Сырьё характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

Задать вопрос

"При выборе цемента обращайте внимание на такой показатель, как тонкость помола. Чем мельче структура порошка, тем крепче будет смесь.

"

Карбонатные породы

Какие карбонатные породы используются при производстве цемента:

• мел (вариация известняка) – легко подвергается обработке, дёшев и универсален;
• мергель , или мергелистый известняк. Плюс этих пород в том, что в них находится достаточное количество влаги, кроме того, они содержат необходимые частички глины;
• известняковое сырьё , ракушечники, отличающиеся отсутствием включений кремния. Порода обладает пористой структурой, легко разрушается под воздействием сжимающих усилий;
• карбонатные породы . Они характеризуются ценными физическими свойствами.

Глинистое сырьё

К глинистым породам относятся:

• глина , содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
• суглинки − разбавлены песчаной фракцией;
• сланцы – прочные глинистые породы;
• лёсс – неэластичная пористая порода с включением кварца.

Корректирующие добавки

Кроме минерального сырья, при производстве цемента используются специальные пластификаторы. Чаще всего используют добавки на базе ископаемых, содержащих плавиковый шпат, а также апатиты.

Важно! Основой любого вяжущего является цементный клинкер и всего 15-20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики.

Как делают цемент на производстве

Как и любое производство, создание цементной смеси происходит строго по специальной технологической схеме. И состоит из следующих этапов:

1. Создание клинкера. Его, напомним, делают из известняка и глины в процентном соотношении 75×25. Смесь помещается в печь, при температуре примерно +1500°C происходит изменение состава. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках.
2. Затем гранулы дополнительно дробят. Измельчение происходит в специальных перемалывающих мельницах. Они представляют собой барабаны с помещёнными туда стальными шариками.
3. К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный и минеральные добавки.

Существуют разные технологии подготовки исходного сырья. Рассмотрим основные из них.

Мокрый метод

Мокрая технология предполагает обязательное добавление воды на этапе измельчения, в этом случае вместо извести используется мел. При этом образуется специальная смесь, или шихта, которая затем повторно высушивается в печи, превращаясь в подобие стеклянного шара, который затем вновь измельчается. При этом себестоимость цемента значительно увеличивается. Считаете, что смесь, приготовленная таким способом, более прочная.

Сухой способ

Сухой способ – более дешёвый вариант. В этом случае на практике объединяют две технологические операции – помол и сушку смеси. В шаровую мельницу направляют горячие газы, которые и осуществляют просушку. Здесь на выходе получается уже готовый порошок.

Комбинированные методики

Комбинированный вариант объединяет в себе особенности мокрого и сухого способа. Технологии отличаются на каждом предприятии. Иногда вместо мокрого способа, допускающего увлажнение клинкера до 50%, используют варианты с понижением влажности на этом этапе до 18 или 20%. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом. Всё зависит от задач, которые стоят перед технологом.

Как сделать цемент в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность производства цемента, сделать его своими руками в домашних условиях возможно. Понятно, что этот вариант не будет таким технологичным, как на заводе, и обжечь его при необходимой температуре также не получится. Однако кое-какие хитрости мы можем вам рассказать. Рассмотрим один из популярных рецептов создания состава, вполне подходящего для заделки щелей и . Для создания смеси нам потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода.

«И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжём огнём. И стали у них кирпичи вместо камней» (Ветхий завет, Бытие, 11-3)

Данный материал является логическим продолжением статьи о самане и публикуется как продолжение к с его разрешения;).

Речь у нас пойдет не о домах и об убежищах, а об использовании «нанотехнологий» в строительстве - о строительных смесях и бетонах. В основном конечно о строительных смесях, т.к. бетон это строительная смесь с наполнителем.

Для начала о паре вещей, на которые мало кто обратил внимание в статье daMIR"а. А именно «трамбуют, заливают 6-миллиметровым слоем известкового раствора нормальной жирности и укладывают очередной слой грунта», «если к землебиту добавить 1-2 мешка цемента то стоять будет вечно» и одному не напечатанному комментарию моего коллеги (озвученному в беседе) который посоветовал добавлять немного перепревшего навоза в саман.

Дело в том что во всех этих случаях применялась добавка связующего вещества (неорганического или органического), которые значительно повышали влагостойкость и прочность стен из самана. А о крепости строительных смесей на основе извести можете судить сами на примере Римского Колизея – там камни соединены подобным раствором.

Ну а теперь собственно к делу.

Честно говоря я хотел начать изложение с ОФИЦИАЛЬНОЙ истории цемента и предложить использовать после БП промежуточный результат данной эволюции. Но позавчера я посмотрел 4 серию цикла «История. Наука или вымысел» под названием «Алхимия пирамид» и это перевернуло все мои мысли.
В данном фильме рассказывается о гипотезе французского химика Иосифа Давидовича, подтвержденной группой исследователей российской академии наук о том что пирамиды были построены из бетона (искусственного камня – т.е. цемента с наполнителем, прошу не путать с портландцементом). Если Вы не сможете посмотреть этот фильм ознакомится с гипотезой можно например , или . В фильме и статьях подробно описываются доказательства этого.

Весь сыр бор из за того что современная технология производства цемента (портландцемента) требует достаточно сложных промежуточных технологий для создания температур обжига около 1450 градусов, что не возможно было в древнем Египте. Давидович предположил, что египтяне использовали ХОЛОДНУЮ технологию цемента (то есть смесь из природных материалов не обжигалась, но также под воздействием воды превращалась в камень) и назвал ее геополлимерный(указывая что в состав входят и менеральные и органические вещества) цемент, он даже ее продемонстрировал.

ВОТ ОНО –думаю. Найду рецепт и все будет ГУД.

Но не все так просто – свой рецепт Давидович не раскрывает, кто либо другой рецепт этот особо не ищет – по причине того что дешевле портландцемента вряд ли что-то будет, а исследования требуют денег. В этом заинтересованы только историки. Да и материалы для изготовления геополимерного цемента будут гораздо дороже чем для современных цементов.

Короче рецептуры именно Давидовича в открытых источниках нет. Дошло до того что некоторые личности с физикохимическим образованием утверждают что сама идея цемента с основным вяжущим веществом не подвергаемым термической обработке – абсурдна. Оставим это на их совести - это не моя цель. Моя цель найти легко доступный аналог портландцемента.

И пару простеньких БПшных рецептов:
Есть такая книга «Энциклопедия забытых рецептов» 1994 года выпуска, и хотя в ней собраны рецепты кустарей и ремеслиников конца 19 начала 20 века, некоторые вещи возможно использовать и после БП. Залез в раздел цементов и нашел там рецепт водостойкого белого цемента для БП: 75% мела + 25% обожженного до красного каления каолина. И все. По мне так не сильно затратно – меловые горы в природе существуют, а каолин (белую глину) вполне реально заменить другой обожженной глиной.
Плиний (Древний Рим) приводит состав гидротехнического бетона из извести, пуццоланы(горные породы, состоящие из рыхлых продуктов вулканич. извержений пепла, пемзы и др. в СССР месторождения П. и трасса имеются па Сев. Кавказе (г. Нальчик), в Крыму (гора Карадаг) и Армянской ССР) и битого туфа в пропорции 1:2:1

А что же нам делать, если нет рядом ни Нила ни меловых гор. Наши предки, например, в цемент добавляли толченый чеснок или белок яйца. Я сначала думал, что это сильно затратно, но как оказалась органического связующего возможно добавлять всего около от 0,1 до 1 процента от общей цементной массы для увеличения прочности, если оно вводится параллельно с неорганическим.

Поэтому после всего прочитанного я решил наплевать на историю цемента и попытаться изучить закономерности составления цементных смесей. Что из этого получилось судить вам.

Для начала определился с требованиями - строительная смесь после БП должна удовлетворять следующим требованиям:
Доступное сырье, отсутствие дорогих/редких или сложно получаемых компонентов.
Достаточно простая технология производства
Прочность современного портландцемента для меня не нужна. И хотя даже сейчас стоят здания «на яйце», отковырять от стены которых кусок цемента не совсем легко. Такая крепость без соблюдения сложной рецептуры не достижима. Да и нужна ли? Посмотрите на настоящие камни египетских пирамид – скажем честно - крошится. И кстати если вы откроете любой учебник по бетону, то там написано что такие параметры бетона как прочность, водоустойчивость и т.д. ВО МНОГОМ зависят от наполнителя (гравия, керамзита и т.д.), а не только от цемента.

Определим, что именно называем цементом - порошкообразный строительный вяжущий материал, который - обладает гидравлическими свойствами. То есть при взаимодействии с водой или другими жидкостями цемент образует пластичную массу (цементное тесто), которая, затвердевая, превращается в камнеподобное тело.

Для начала немного теоретической части , естественно не моей, и кстати большая половина касалась штукатурки. Но сами знаете «муж да жена – одна сатана».

Вяжущие материалы в зависимости от происхождения подразделяются на неорганические - известь, гипс, цементы, растворимое стекло и органические - битумы, дегти и смолы.
Добавки к вяжущим - материалы, добавляемые к растворам для ускорения или замедления твердения вяжущих, а также специальные добавки.

Неорганические гидравлические вяжущие смеси, которые нас могут заинтересовать это известково-шлаковые, известково-пуццолановые(вулканические), известково-зольные вяжущие и гидравлическая известь.

В зависимости от свойств добавок их можно разделить на следующие группы: активные минеральные добавки; поверхностно-активные добавки; добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих.

Активными минеральными гидроизоляционными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью-пушонкой и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.
Активные минеральные добавки применяют при производстве различных видов цемента для экономии его расхода и расхода других вяжущих при приготовлении раствора и для придания растворам гидроизоляционных свойств.
К природным активным минеральным добавкам относятся породы осадочного происхождения
- диатомиты - твердые породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомитовых водорослей и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии; - трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических, преимущественно округлых, зерен и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;- опоки - уплотненные диатомиты и трепелы;- породы вулканического происхождения;- пеплы - породы, содержащие алюмосиликаты и находящиеся в природе в виде рыхлых, частично уплотненных отложений;- туфы - уплотненные и сцементированные вулканические пеплы;- пемзы - камневидные породы, характеризующиеся пористым губчатым строением – ил (и хотя это органика, это я сам воткнул сюда, т.к. это единственное что представляю как выглядит и где искать;))

К искусственным активным минеральным добавкам относятся:- кремнеземные отходы - вещества, богатые кремнекислотой, получаемые при извлечении глинозема из глины;- обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород (керамзита, глинита, цемянки) и самовозгорающиеся в отвалах пустых шахтных пород (глинистых и углистых сланцев);- топливные золы и шлаки - побочный твердый продукт, образующийся после сжигания при определенной температуре некоторых видов топлива, в составе минеральной части которых преобладают кислотные окислы;- доменные гранулированные шлаки - кислые и основные, получаемые при выплавке чугуна и превращаемые в мелкозернистое состояние путем их быстрого охлаждения
(Примечание: а по мне после БП проще всего размельченный кирпич, тем более понятно где его брать или пережженная глина)

Поверхностно-активные добавки - это преимущественно органические вещества, способные изменять связь между водой и поверхностью частиц вяжущего. Тут было мно че написано не понятного – не буду приводить, просто сажу что можно поэкспериментировать с мылом или спиртом – теоретически их не большая прибавка может ОЧЕНЬ сильно изменить свойства цемента.

И наконец добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих веществ
Для замедления схватывания гипса применяют следующие замедлители: водный раствор животного клея (мездровый, костный) 10%-ной концентрации, гашеную известь, щелок.
Водный раствор клея вводят из расчета 0,2-0,5% (на сухое вещество) от массы гипса; это удлиняет срок схватывания на 20-30 мин. В летнее время ввиду склонности к загниванию эту добавку готовят из расчета не более трехдневной потребности.
Гашеную известь вводят в количестве 5-20% от массы гипса -время схватывания гипса замедляется на 15-20 мин.
Щелок вводят в растворы в количестве 1-2% массы гипса.

Возможно добавление еще и органических вяжущих материалов - вещества орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум – сложновато будет сделать), продукт термич. разложения древесины (деготь – намного более интересно). (Ил я перенес на верх, хоть и не научно – зато более реально). И те же небезызвестные: толченый чеснок, белок яйца, навоз и т.д.

Ну и наконец - Практические советы или несколько частностей о вяжущих материалах :

Глина . - это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидое тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния.
Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Служит вяжущим материалом для приготовления глиняных растворов, применяемых при кладке печей, штукатурке, изготовлении кирпича, глинобитных стен, глиносоломенной кровли и других работах.
Глина имеет свойство впитывать воду до определенного предела, после которого она уже не в состоянии ее впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоев.

Гипс . Сырьем для получения строительного гипса служит природный гипсовый, или, как его часто называют, алебастровый камень. Залежи гипсового камня имеются во многих районах страны. Изготавливается путем обжига и помола или помола и обжига.
В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть:
1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190°С). К низкообжиговым относятся строительный, формовочный, высокопрочный гипсы и гипсоцементно-пуццолановое (вулканические) вяжущие.
2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С). Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, обожженным доломитом и др. Гипсо-во-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Известь . Известь и микробов убивает, и воздух от вредных аэрозолей очищает лучше всяких кондиционеров с фильтрами.
Процесс производства извести не трудный, но для него нужна печка и уголь. Процесс выжигания происходит при температуре от 800 и выше. На дровах такой режим трудно создать. В обыкновенной домашней печке за одну топку можно выжечь килограмм-полтора сырья. Из него получится после гашения примерно полведра известковой сметаны или ведро извести для побелки.
В среднем печку топят пять-шесть месяцев в году. Нетрудно подсчитать, сколько можно выработать за отопительный сезон. Хватит на добрую стройку.
Сырьем для производства извести служат известковые камни. Отличают их от простых камней тем, что они легче бутовых камней и гранита и на вид серо-голубого цвета. Легко царапается металлическими предметами. И самое главное, если на них капнуть кислоту, то они начинают шипеть и пениться, но это концентрированную кислоту – ее после БП достать согласитесь сложно. Поэтому могу рассказать для поиска еще вот что: известняк осадочные породы, которые образовались уплотнением осадков мировых океанов. Поэтому при ударе молотком они раскалываются слоями И еще такими камнями очень часто делают железнодорожные насыпи. Иногда такой щебенкой делают поверхностную обработку автодорог. Если в вашей местности есть завод по производству силикатного кирпича, то вообще отлично. Это производство использует то сырье, которое вы ищите. Думаю, что способ «приобрести» камни с завода вы найдёте.
Процесс выжигания такой: уголь должен быть просеян на сите с ячейкой 10 на 10 мм. Известковые камни не толще 20 мм, 10-15 мм - ещё лучше. Большие камни легко долбятся молотком, по слоям.
Растапливаете печку. Засыпаете ведро угля, когда хорошенько разгорится, разровняйте топку кочергой, насыпьте еще полведра угля. После этого начинаете закладывать сырьё на уголь, раскладывайте равномерно в один слой, после этого дайте печке снова разгореться, после этого засыпьте полведра угля так, чтобы сырьё накрылось. После этого возьмите пару совков того угля, что отсеяли (пыли) и насыпьте сверху, чтобы жар продержался до утра. Утром можете начинать вынимать.
Выемку лучше делать специальными клещами. После того как камни вытащили, осмотрите их. Хорошо отожженные камни белого цвета и гораздо легче сырья.
Затем известь следует разгасить. Процесс гашения ведут на улице. В металлическую посуду надо залить воды, а затем туда понемногу сваливают полученную продукцию. Разложение извести идет очень бурно, поэтому следует быть очень осторожным.
Через пару дней известь готова к применению. Погашенная известь превращается в тесто, которое можно хранить много лет. От продолжительного хранения свойства извести могут даже улучшиться. Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб высотой до 4-5 м и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Для повышения водостойкости известковых растворов, в них вводят тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы (пепел). При тонком подборе рецептуры можно получить изобретенную в 1756 году англичанином Д. Смитом гидравлическую известь. Получаемую обжигом известняка с глинистыми примесями - продукт умеренного обжига (не до спекания) мергелистых известняков (мне к сожалению это ничего не говорит), содержащих от 6 до 20 % глинистых примесей. Гидравлическая известь имеет свойство затвердевать не только на воздухе, но и в воде.

В конце статьи хочу привести метод выяснения оптимальной пропорции компонентов бетона.
В основе его лежит метод подбора состава бетона по абсолютным объемам, который предполагает полное отсутствие пустот при приготовлении бетонной смеси.
Все что нам потребуется это - ведро, литровая банка и, собственно те наполнители, из которых будет состоять бетон, как правило, это щебенка, цемент, песок, и вода.
Для начала, посчитаем сколько в ведре умещается банок воды, выливая их туда одну за другой. Получим, к примеру, 10 штук. Запишем.
Затем, наполним ведро щебнем до краев и будем наливать в него воду банкой наполненной тоже всклянь, чтобы знать, каким объемом воды мы наполнили ведро. Когда вода достигнет краев, запомним количество залитой воды. Это будет объем пустот, после загрузки щебня. Допустим, получили 5 банок.
Теперь вывалим все из ведра, банку вытрем насухо и засыплем в ведро столько банок песка, сколько залили в заполненное щебнем ведро, в нашем случае 5 штук.
Снова заливаем воду и считаем банки, пока вода не достигнет поверхности песка. Скажем, получили 3. Эта цифра покажет нам объем цемента, который потребуется для заполнения всех оставшихся пустот, после загрузки щебня и песка.
Вот собственно и все. В нашем случае (для наших щебня и песка) пропорции заполнителей и цемента для нашего бетона будет следующими: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
Заметим, что за прочность бетона на сжатие отвечает, в основном щебень, поэтому от качества щебня будет зависеть и прочность бетона. В результате использования щебня, мы улучшим такие характеристики как: прочность, долговечность, понизим усадку и ползучесть бетона, а также сэкономим цемент – самый дорогостоящий компонент в составе бетона.
Мелкие заполнители отвечают за прочность бетона на сдвиг, для этого они должны равномерно и плотно заполнить пустоты между зернами щебня.
Что касаемо раствора для укладки кирпича или камня, то методика аналогична, но меряем только песок цемент и воду.

И наконец, все это ТЩАТЕЛЬНО перемешиваем – это и есть секрет удачных строителей.

В самом конце скажу, что как сами уже догадались я не все это сам придумал – источников было ОЧЕНЬ много, поэтому могут быть ошибки. Но моей главной целью было показать, что в случае необходимости замену цементу можно придумать и показать возможные направления поиска, как сказал один из коллег, когда все наладится;)

Практически любой ремонт и уж точно ни одна стройка не сможет обойтись без применения цемента. Создание фундамента, формирование блочной или кирпичной кладки, штукатурка стен, работы по проводке электросетей и любых других коммуникаций требуют использования этого материала. Без цемента невозможно приготовить бетон или строительный раствор. И даже совсем неопытный человек, следуя достаточно простым инструкциям, сможет приготовить цементный раствор, качественный раствор бетона различных марок от М100 до М500.

Как определить марку?

Это очень просто: марка цемента делится на количество песка. В качестве примера приведем несколько вариантов.

• Если используется цемент марки 400 , то соотношение между цементом и песком – один к четырем, на одно ведро цемента берется четыре ведра песка.
• При использовании цемента марки 500 соотношение изменяется на один к пяти, к одному ведру цемента добавляется пять ведер песка.
• Если же необходим раствор марки 200 , соотношение между цементом и песком будет один к двум. Так к одному ведру цемента 400 добавляется два ведра песка.

К полученной смеси необходимо будет добавить в определенном порядке воду и моющее (об этом составляющем компоненте мало кто знает, мы расскажем о его значении немного ниже) и получить необходимую марку раствора.

Определение необходимой марки раствора

Теоретически марка применяемого раствора должна совпадать с маркой используемого материала (блоки, кирпич и т.д.). Так, для примера, если возводится кирпичная кладка, а марка используемого кирпича – 100, то и, в идеале, марка раствора должна совпадать с этой цифрой. В итоге получается практически однородная цельная кирпичная конструкция.

Однако перегибать палку и стремиться к абсолютному совпадению далеко не обязательно. Если в строительстве дома используется лицевой кирпич, соответствующий марке 350, раствор далеко не обязательно делать по вышеприведенной формуле.

Обычно для лицевой кирпичной кладке применяется раствор с маркой, соответствующей примерно 115. Для его изготовления на один замес закладывается две части цемента на семь частей песка (1/3,5). Примерно через три недели, после окончательного высыхания, в швы такого раствора забить гвоздь очень тяжело.

Не стоит думать, что увеличение цифры марки раствора приводит и к обязательному увеличению его качества. При замесе один к трем раствор будет слишком быстро схватываться и поэтому работать с ним станет не слишком удобно. Если же замес делается один к четырем, швы лицевого кирпича через время начнут осыпаться.

При строительстве перегородок из забутовочного кирпича, марка которого соответствует 75, применяемый раствор также может соответствовать 75 (на одну часть цемента берется 5,3 частей песка). А во время строительства из блоков (шлакоблоки, ракушечник и т.д.) обычно подойдет марка раствора 100.

Пошаговый процесс приготовления цементного раствора

Есть множество способов приготовления растворов. Опишем самый качественный, быстрый и оптимальный из них.

Вода

Если готовится не сухая смесь, а классический обычный раствор в бетономешалке, в первую очередь в нее необходимо залить воду. При этом точное ее количество определить заранее невозможно и не следует полагаться на какие-то формулы. Так, к примеру, количество воды уменьшится, если используется мокрый песок. Наиболее простой способ предварительного расчета – ориентирование на количество цемента. К примеру, если замес требует одного ведра цемента, воды потребуется примерно столько же – около одного ведра. Чтобы не получить излишне жидкий раствор, лучше не переборщить с количеством воды и заливать ее немного меньше требуемой нормы.

В тоже время если жидкости будет слишком мало, придется постоянно то подливать воду, то досыпать цемент или песок. Это приведет с значительному удлинению процесса приготовления раствора. Если же виды залито совсем немного меньше нормы, смешивание песка с цементом в жидком состоянии произойдет намного быстрее, чем в случае с густым раствором.

Когда в бетономешалку будут добавлены последние составные части цемента и песка, остаток воды доливается на глаз. Для того, чтобы смешивание песка и цемента происходило качественнее и быстрее, они должны быть в жидком состоянии. А необходимая густота раствора регулируется в конце замеса.

Когда воды долилось больше требуемого, и раствор получился слишком жидким, ничего страшного не произойдет. Просто необходимо добавить немного цемента и песка в тех же пропорциях, необходимой для данной марки (1:4, 1:3 и т.д.).

Моющее средство

Не слишком обычная добавка, которая, тем не менее, очень полезна и значительно улучшает качество получаемого раствора и делает его эластичным. Лучше всего добавлять жидкое мыло или средство для мытья посуды. Особого значения качество (а тем более известность бренда) не имеет, главное, чтобы средство пенилось. Если же количество необходимого раствора будет не слишком малым, лучше всего покупать их в больших пятилитровых пластмассовых бутылках, стоят они дешевле маленьких.

Во время приготовления раствора в мешалку добавляется приблизительно 50-100 граммов моющего средства. Точное его количество определить нельзя, так как оно зависит от различных факторов.

Добавляется этот компонент после того, как залита вода, тогда произойдет хорошее растворение и вспенивание. Для окончательного растворения и вспенивания в работающей бетономешалке достаточно трех-пяти минут. Если же добавлять моющее в конце замеса, растворение будет плохим и эластичность практически не улучшится.

Песок

Следующим за моющим средством (после его хорошего растворения) следует добавлять песок. Однако засыпается он не весь за один раз, а половина от всего количества, необходимого для всего замеса. Так, если готовится раствор марки 100 и применением цемента 400, в первую закладку засыпается две из необходимых четырех частей.

Цемент

После половины добавленного песка в бетономешалку засыпается цемент – вся норма, необходимая для замеса. После этого необходимо подождать пару минут для полного его перемешивания с водой и песком.

Песок

Когда весь цемент в бетономешалке полностью перемешается с другими заложенными ингредиентами в полученную массу добавляется оставшаяся часть песка. При необходимости добавляется недостающая часть воды и в конце процесса регулируется густота раствора. После этого раствор окончательно вымешивается в течение трех-пяти минут.

В итоге полученный раствор должен получиться не слишком густым и не слишком жидким. Его консистенция должна быть похожей не магазинную сметану. Форма раствора должна достаточно хорошо держаться. Для проверки на его поверхности можно попробовать что-то написать или нарисовать. Написанные буква не должны расплыться.

Резюме: приготовление хорошего раствора двойного замеса в бетономешалке (ориентировочно восемь ведер готовой песчано-цементной смеси) требует всего лишь порядка пятнадцати минут.

Качество материалов, необходимых для хорошего раствора

Чистая вода

Теоретически для приготовления раствора не должны использоваться грязная вода, такая как вода с примесями масел или дождевая. Но в действительности такие строгие правила применяются при строительстве ответственных сооружений и зданий (мостов, атомных станций и тому подобного). Если же ведется строительство гражданских зданий (жилых домов, дач, и т.п.) то требования к чистоте и качеству воды не настолько строги. Обычно для приготовления раствора используется вода из водопровода, из скважин или колодцев, иногда из рек или озер.

Моющее средство

Добавление моющих средств позволяет улучшит эластичность раствора и не дает ему садиться. Могут применяться любые моющие, но не чистящие средства. В принципе, это может быть стиральный порошок, белая глина, хозяйственное мыло или даже шампунь. Есть определенный нюанс: если в замес будет налито слишком много моющего, то раствор может потерять прочность. Дело в том, что превышение количества моющего сделает его завоздушенным и вспененным. В растворе будет содержаться слишком много воздушных пузырьков и он станет похожим на вату. Поэтому при добавлении моющего не следует перебарщивать, чтобы не уменьшить крепости раствора.

Песок

Очень важно, особенно для лицевой кладки, чтобы песок для раствора был нормального качества и не содержал глины. Если использовать глинистый песок, то через время швы лицевой кладки будут покрыты дырками. Глина, попавшая в раствор вместе с песком, выходит наружу, где вымывается дождем и образует пустоты. Хороший (без глины) песок или нет, легко определяется визуально. Так, если цвет песка слишком желтый, то он не мытый, карьерный, и содержит слишком много глины. Такой материал подойдет для подсыпки или для грязной, забутовочной кладки. А вот для лицевой его использовать не стоит. Также не желательно применение слишком глинистого песка и для ответственного бетона (для ригелей перемычек, железобетонных поясов и т.д.)

Если же песок намывается, то в нем содержится очень малое (или совсем отсутствует) количество камней и глины. Цвет такого материала намного ближе к белому. Намывной песок используется для ответственных бетонов и для лицевой кладки.

Цемент

Естественно, для изготовления нормального раствора необходимо обращать внимание на то, какого качества используется цемент. Если он слабый, то добавлять на каждый замес его необходимо больше. В некоторых случаях количество цемента, изготовленного недобросовестным производителем, приходится увеличивать почти вдвое. Дать рекомендации по выбору материала достаточно сложно, поэтому приходится ориентироваться на отзывы тех, кто уже пользовался товаром того или иного завода.

Изготовление цементных растворов при отрицательных температурах

Кирпичная кладка вполне может возводиться при отрицательных температурах.

Если производится лицевая кирпичная кладка при температуре до минус пяти градусов, то вполне можно не использовать каких-либо добавок. Когда температура опускается ниже, раствор, подготовленных без таких добавок, может позже посыпаться, особенно если шов был расшит полукруглой расшивкой. В качестве такой добавки хорошо зарекомендовал поташ, тем более что его стоимость очень невелика.

Если же при температуре до десяти градусов возводится забутовочная кладка, использования специальных химических добавок не требуется, при этом прочность такого раствора не уменьшается. Если же температура еще ниже, снова применяется поташ.

Приготовление раствора

• Песок

Замерзший песок становится основной проблемой для приготовления раствора в зимнее время. Лучше всего если он будет заготовлен заранее. К примеру, до этого песок заносится в отапливаемое помещение. На северных стройках песок специально разогревается.

• Вода

Для того, чтобы раствор дольше остывал, лучше всего заливать в бетономешалку подогретую или горячую воду. К тому же в такой воде лучше растворится моющее средство и раствор станет эластичнее. Могут применяться и различные незамерзайки, но только с проверенным качеством.

Изменение цвета раствора

Стандартный цвет цементного раствора, как известно, - серый. Он может, в зависимости от изготовителя и марки, изменять оттенки или насыщенность, но это на внешнем виде отражается слабо. Но желание изменить его цвет возникает очень часто – это достаточно популярный вопрос, встречающийся на специализированных форумах. Для решения такой задачи могут быть применены два различных способа.

В первом случае применяются специальные, называемые пигментами, типы цветных добавок, становящиеся частью раствора. Использование такого цветного бетона позволяет очень разнообразить внешний вид зданий. Активно цветные бетоны применяются и в различных областях строительства.

Пигменты должны быть добавлены еще на стадии приготовления смесей, период их внесения особого значения не имеет. Стоит учитывать, что стоимость подобных веществ не слишком мала, но зато они не теряют свои цветовые качества долгие годы.

Цветной бетон устойчив к таким факторам , как:

• Влага – даже когда атмосферная влага попадает в структуру конструкции, пигменты не теряют внешнего вида и качества. Насыщенность поверхностей везде будет оставаться одинаковой, а это позволяет применять их для любых поверхностей и любых условий.
• Солнечный свет – обычно прямые солнечные лучи приводят к выгоранию обычных красок и потере их насыщенности. При этом цвет становится блеклым, и экстерьер здания изменяется в худшую сторону. Современные пигменты обладают высокой степенью устойчивости перед ультрафиолетовым излучением.
• Механические повреждения – обычная краска, как правило, из-за физического повреждения просто осыпается. А пигмент становится частью всей структуры материала, присутствует не только снаружи, но и внутри. А это приводит к невозможности его удаления.

Степень насыщенности цветного бетона может различаться. Этот фактор находится в зависимости от количества добавленного в его состав красящего вещества. Минимальное значение – порядка двух процентов общего объема раствора. В таком случае можно получить пастельные мягкие тона. Четыре внесенных процента обеспечат более эффективный результат. У структуры будет обычный цвет красителя, но отличаться яркостью о на не будет. Действительно насыщенный оттенок получается только если пигмент будет внесен в количестве не меньше шести процентов общего количества раствора.

Есть еще один метод, который нельзя отнести непосредственно к теме статьи, так как применяется он не в момент приготовления раствора, а после его окончательного застывания, причем через любое время после строительства. В этом случае бетон окрашивается в необходимый цвет при помощи специальных пропиток. Обычный бетон превращается в цветной после нанесения на его поверхность особых веществ, которые впитываются на глубину не меньше двух сантиметров. В итоге обеспечивается преимущество предыдущего способа, но за меньшую стоимость. Но стоит учесть, что окрашивать таким образом можно только площади с большой поверхностью, а в случае, когда хочется получить цветные швы кладки, эффективно применить пропитки не получится.

К аждая более менее серьёзная стройка ни когда не проходит без использования цемента. Этот популярный строительный материал входит в составы множества других комплексных отделочных материалов. Цемент не добывают в природе, его изготавливают путём высокотемпературного воздействия на отдельные природные составы с последующим измельчением и введением добавок.

Сама по себе технология производства цемента, не является высокотехнологичным процессом и при определённых знаниях сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент на производстве?

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для создания цемента могут применяться промышленные отходы, например, шлаки. Само создание цемента состоит из трёх последовательных шагов:

1. Изготовление основы. В результате завершения первого шага мы имеем шлам – продукт смеси известняка (три части) и глины (одна часть). Но точная пропорция смеси корректируется от свойств компонентов и изменяется с целью создания конечного продукта с высокими характеристиками;
2. Вторым шагом является высокотемпературная обработка шлама при температурах близких к 1500 градусов по Цельсию и дальнейшее измельчение полученной субстанции до порошкообразного состояния;
3. Третьим, заключительным шагом становиться добавления в полученную субстанцию гипса от 3 до 7%, а так же других компонентов, для придания дополнительных свойств цементу, например морозоустойчивости.

Дополнительные добавки придают индивидуальные свойства цементу, поэтому можно выделить отдельные виды цемента:

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

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

• 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;

• 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.

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.

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.

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.

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.

Материал используется очень широко. Его применяют как самостоятельный продукт и вводят в растворы. Все это благодаря свойству сухой смеси - она может становиться пластичной при добавлении воды и через некоторое время отвердевать, превращаясь в . Ее характеристики несколько варьируются в зависимости от состава, поэтому важно знать, из чего делают цемент.

В его составе всегда пять основных ингредиентов. Разберем их на примере портландцемента, одной из самых востребованных разновидностей:

• окись кальция - не меньше 61%;
• кремния диоксид - не менее 20%;
• глинозем около 4%;
• окись железа - не меньше 2%;
• окись магния - не менее 1 %.

Необходимые минералы добывают открытым способом, это:

• Карбонатные породы: доломит, мергель, ракушечник, мел и другие известняки.
• Глинистые породы: лесс, суглинки, сланцы.

В качестве добавок используются апатиты, плавиковый шпат, кремнезем, глинозем и т.д.

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, и т.п.

Пуццолановый

Глиноземистый

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.

Как делают цемент

Технология изготовления заключается в получении и последующем измельчении . Так называются гранулы, которые являются промежуточным продуктом производства. Их состав всегда неизменен. Это известняк и глина, смешанные в пропорции 3:1. В природе существует минерал, полностью идентичный по составу клинкеру. Он называется мергель. Однако его запасы ограничены и не могут обеспечить потребность производства.

Поэтому на заводах используется искусственный аналог мергеля. Для его получения необходимые ингредиенты тщательно смешиваются в больших емкостях специальными барабанами. Подготовленная таким образом масса подается в , где обжигается около четырех часов. Температура процесса составляет порядка 1500 о С. В таких условиях порошок начинает спекаться в небольшие гранулы. После остывания клинкерные зерна направляются на помол. Их измельчают в больших барабанах с шаровыми ситами грохотами. На этом этапе важно размолоть гранулы и получить порошкообразный продукт определенных размеров. Помол определяется размерами ячеек сита. Полученный порошок смешивается с необходимыми добавками, которые определяют марку и свойства продукта.

Несмотря на общую технологию, для производства состава в зависимости от свойств сырья могут использоваться три способа.

Сухой способ

Этот метод позволяет значительно сократить время и затраты на изготовление цементной смеси. Он предполагает несколько этапов:

1. Сырье дробится до получения зерен мелкой фракции.
2. Подготовленные гранулы сушатся до достижения нужной влажности. Это делается, чтобы облегчить последующие операции.
3. Ингредиенты смешивают в определенных пропорциях. После чего измельчают, получая муку.
4. Порошок подается во вращающуюся , где обжигается, но не спекается в гранулы.

После остывания готовый продукт направляется на склад или на участок фасовки.

Сухой способ считается наименее энергозатратным, а потому очень выгоден для производителей. К сожалению, он применим не для всех категорий сырья.

---