Что такое цемент и как его делают — виды и секреты состава 🔵

Не все знают, что такой, казалось бы передовой и современный строительный материал как цемент стал известен людям задолго до нашей эры. В наше время цемент в сочетании со многими другими материалами можно встретить повсюду: от строительства до изобразительного искусства. Что такое цемент и как его делают, читайте далее в нашей статье.

Содержание

Цемент

Горожане видят цемент везде. Без него практически невыполнимо построить здание или сделать тротуар. При строительстве используется гидравлический цемент, который изначально является порошком. Однако когда в него добавляется вода — он становится со временем твердым. Такая метаморфоза происходит в результате химической реакции, а не просто высыхания. Как только цемент затвердел, водой его уже размягчить невозможно.

Древние римляне, смешивающие сгоревший известняк с вулканическим пеплом, производили самый качественный цемент в Древнем мире. Считается, что позже люди забыли как делать цемент. Лишь только в 1756 году Джон Смитон открыл его заново в процессе строительства маяка Эдистон рядом с английским городком Плимут. Сегодняшние объемы изготовления цемента достигают сотен миллионов тонн каждый год.

Производство цемента

В карьерах добывают сланцы, глину и известняк, которые доставляются на цементный завод;
В специальных дробилках исходный материал уменьшается до размера гравия;
Сланцы, глину и камень смешивают в особых пропорциях и размельчают еще раз;
Получившуюся смесь отправляют в башни предварительного подогрева. По мере перемещения вниз через ряд камер она подготавливается к следующему этапу — обжигу;
Внутри печи сырая смесь крутится в большом вращающемся цилиндре, который установлен под наклоном и нагревается огнем до 1870 градусов по Цельсию;
Химическую реакцию, необходимую для создания цемента вызывает сильный жар. Из печи появляются раскаленные камни под названием клинкер;
Клинкер подлежит охлаждению, после чего отправляется во вращающуюся стальную бочку, наполненную стальными шариками (шаровую мельницу) и измельчается;
После этого добавляется гипс и все смешивается.

Когда все готово, цемент отправляют в мешках по торговым точкам, либо отгружают в вагоны и грузовики.

Портландский цемент

Портландский цемент получил свое название благодаря сильному сходству с редкой породой камня, который добывался на английском острове Портленд. В 1824 году Джозеф Аспдин заметил, что цемент по его рецептуре имеет тот же вид, что и натуральный портландский камень.

При смешении портландского цемента с песком, небольшими камешками и водой — получается бетон. Этот прочный как камень материал применяется для строительства зданий, тротуаров и дорог. Интересно, что из него делают даже столы и столешницы.

Маркировка и реальный предел прочности

Покупая мешок, вы наверняка видели индексы М400 или М500. Эти цифры показывают, какую нагрузку в килограммах на квадратный сантиметр выдержит готовый бетонный куб через 28 суток твердения. Современная маркировка ЦЕМ I или ЦЕМ II дополнительно указывает на чистоту состава и процент минеральных добавок.

Чем выше марка, тем быстрее конструкция наберет распалубочную прочность. Но стоит ли переплачивать за М500 при заливке обычных садовых дорожек? Для большинства задач в частном домостроении оптимален «четырехсотый» состав с индексом Д20, который прощает небольшие ошибки в пропорциях.

Активные добавки и химия гидратации

Почему один бетон стоит десятилетиями, а другой крошится после первой зимы? Секрет кроется в фазовом составе клинкера, где за прочность отвечают силикаты кальция — алит и белит. Именно они запускают процесс гидратации, превращая серую пыль в монолитный искусственный камень.

Микрокремнезем уплотняет структуру, делая ее практически водонепроницаемой;
Пластификаторы позволяют работать с густой смесью без добавления лишней воды;
Воздухововлекающие присадки спасают бетон от растрескивания при резких перепадах температур.

Следите за водоцементным отношением (В/Ц). Лишнее ведро воды в бетономешалке «для удобства» снижает итоговую марку прочности вдвое, создавая внутри материала сеть капиллярных пор, которые зимой разорвет льдом.

Срок годности и потеря активности вяжущего

Заметили, что залежавшийся в гараже цемент стал каменным по углам мешка? Это результат «остекленения» — пассивной реакции с влагой, поглощаемой из воздуха. Даже в заводской упаковке порошок теряет до 10–15% своей марочной активности ежемесячно.

Использовать просроченное вяжущее для ответственных конструкций вроде фундаментов или перекрытий — опасная лотерея. Прочность падает нелинейно, и через полгода хранения вы рискуете получить из М500 в лучшем случае куб. м00.

Как проверить свежесть материала без лаборатории? Просто плотно сожмите горсть порошка в кулаке: свежий цемент «потечет» сквозь пальцы подобно сухой муке, а старый, потерявший активность, соберется в плотный комок. Если при ударе по мешку вы чувствуете жесткие края — такой материал лучше оставить для подсыпки ям, но не для серьезного строительства.