сульфатостійкий портландцемент
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Цемент (в перекладі з латинської «битий камінь») - один з основних будівельних матеріалів; гідравлічне мінеральне в'яжуче речовина, яка купує при затвердінні високу міцність, також використовується при виготовленні бетону. Його називають гідравлічним, оскільки набір міцності і затвердіння відбувається в присутності води; отримані з цементних мінералів і води тверді з'єднання водостійкі, тобто нерозчинні у воді. Його називають мінеральним, оскільки вихідні матеріали, які використовуються для його отримання, - мінеральної природи (гірські породи або продукти їх вивітрювання). Цемент принципово відрізняється від інших мінеральних в'яжучих (гіпсу, повітряної і гідравлічної вапна), які твердіють тільки на повітрі або, затвердив на повітрі, іноді продовжують твердіти у зовнішньому середовищі. Цемент не є природним матеріалом. Його виготовлення - процес дорогий і енергоємний, проте результат вартий того - на виході отримують один з найпопулярніших будівельних матеріалів, який використовується як самостійно, так і в якості становить компонента інших будівельних матеріалів (наприклад, бетону та залізобетону). Цементні заводи, як правило, знаходяться відразу ж на місці видобутку сировинних матеріалів для виробництва цементу. Без цементу не обходиться жодне будівництво, тому цемент є одним з найважливіших будівельних матеріалів. Його застосовують для виробництва бетонів, бетонних і залізобетонних виробів, будівельних розчинів, азбестоцементних виробів. Виготовляють цемент на великих механізованих і автоматизованих заводах. Виробництво цементу обумовлено необхідністю його виробництва для застосування в основному в будівництві. Будівництво житла на основі цементу дозволяє отримати об'єкти з низькою теплопровідністю і високою морозостійкістю. Технологія цементне виробництво дозволяє використовувати в ньому відходи видобувної, металургійної галузей, а також побічні продукти цих виробництв. Деякі відходи навіть покращують властивості цементу. Гнучка технологія дозволяє здійснювати комбінування виробництва цементу з виробництвом металів, хімічних продуктів і енергії.
Першим природним в'яжучим була глина. Глина і жирна земля після змішування з водою і висихання набували деяку міцність. Однак на увазі низьких споживчих якостей даних матеріалів (з використанням глини зводилися споруди, які не потребують значної міцності) - люди займалися пошуком більш досконалих в'яжучих.
У плані масового використання при будівництві, більш ніж за 3 тис. Років до н. е. в Єгипті, Індії та Китаї почали виготовляти штучні терпкі - такі як гіпс. Це зумовлювалося тим, що при випалюванні будівельного гіпсу використовувалося набагато менше палива (температура випалу 140-190 С), ніж для виробництва вапна.
Вапно є найдавнішим штучним мінеральним в'язкою речовиною після гіпсу. є відомості, що єгиптяни використовували змішані вапняно-гіпсові розчини при будівництві пірамід. Однак гіпс довгий час не втрачав своїх позицій - внаслідок меншої енергоємності при виробництві, в тому ж Єгипті паливо було надзвичайно дефіцитним.
Більш інтенсивний розвиток виробництва будівельних матеріалів отримали в стародавньому Римі. Римляни розвинули будівельне мистецтво, залишивши після себе знамениті пам'ятники стародавнього світу. Римляни так само склали перші рекомендації по виготовленню і застосуванню вапняних розчинів. Вперше застосувавши вулканічний попіл в якості добавок - був винайдений предок так званого "пуццоланового цементу", названого за місцем покладів сировини поблизу міста Поццуоллі. У Київській Русі основним матеріалом була вапно. Отримували її шляхом випалу вапняку в спеціальних печах пізніше гасилась в спеціальних ямах. Для приготування будівельного розчину використовувалася вапно різного складу - з чистого вапняку виходила жирна біла вапно (повітряна), а з вапняку з глинистими домішками - сіра (гідравлічна, яка має здатність схоплюватися у вологому середовищі і використовувалася при кладці). Білу вапно використовували в основному при штукатурної роботі.
У 1584 р в Москві був заснований "Кам'яний наказ", який поряд із заготівлею будівельного каменю і випуском цегли відав також виготовленням вапна. Зокрема в Москві з'явилися перші виробники - сухих будівельних сумішей - називалися вони цементом (або "Сементів"). Активно використовувалися добавки - бичача кров, сир, яєчний білок, кізяк та інші речовини, що свідчить про високі вимоги до якості зводилися споруд.
У 1829 р професор Фукс (1774-1856) - німецький хімік і мінералог показав, що всякий кремнеземний мінерал може бути придатний для гідравлічного цементу, якщо його піддати випалу. Такі породи, як граніти, гнейси, порфіри, польовий шпат, слюда і навіть проста глина, не кажучи про чистому кремнеземі (гірський кришталь, халцедон), все після випалу тверднуть під водою з вапном. Питання стояло тільки в доступності сировини і енергоємності виробництва.
У 1822 р в Харкові вийшла книга Є.Г. Челиев "Трактат про мистецтво готувати хороші будівельні розчини", а в 1825 році Челиев в книзі "Повний повчання, як готувати дешевий і кращий мертель або цемент, вельми міцний для підводних будов" узагальнив досвід поліпшення властивостей в'яжучих матеріалів, накопичений при відновленні Кремля, зруйнованого під час Великої Вітчизняної війни 1812 року. Єгор Герасимович Челиев починав працювати в Сумие, потім став учасником відновлення Москви після пожежі в 1812 році. Саме тоді він почав проводити експерименти з різними матеріалами, щоб знайти скріплює складу для цегли і каменю. Прагнення отримати ще більш досконалий вид гідравлічного в'яжучого привело українського будівельника Челиев до важливого відкриття: при випалюванні в горні на сухих дровах суміші вапна і глини до "білого жару" (при температурі понад 1100-1200 С) виходив спечений продукт, який володів у подрібненому вигляді високими механічними властивостями і здатністю тверднути у воді. Єгор Герасимович Челиев є винахідником сучасного цементу.
У 1824 році Джозеф Аспдін, британський муляр, одержав патент на "Вдосконалений спосіб виробництва штучного каменю", який він створив на власній кухні. Винахідник нагрів суміш добре подробленного вапняку і глини в кухонній печі, після роздробив грудку суміші в порошок і отримав гідравлічний цемент, який затвердів при додаванні води. Aспдін назвав отриманий продукт - портландцементом, тому що при виробництві він використовував камені з кар'єру, який знаходився на острові Портланд. Однак тільки 30 років по тому після цього відкриття англійські портландцементи набули поширення, а потім і переважання. Поштовх дала Лондонська всесвітня виставка 1851 року після якої на континенті весь портландцемент називався англійською.
Отримане Аспдін в'яжучий не було портландцементом в сучасному розумінні цього слова, а являло собою різновид романцемент, отриманого при кілька підвищеній температурі випалу (900-1000 С). проте назва "портландцемент" збереглося і понині. Гідравлічна в'язка, описане Є.Г. Челиев, ближче за властивостями до сучасного портландцементу, а за якістю перевершувало портландцемент Аспдін.
Справа Челиев продовжили українські вчені Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кінд, С. І. Дружинін, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавльов та ін.
Д.І. Менделєєв у книзі "Основи хімії" розглядає ряд питань, пов'язаних з хімією силікатів, зокрема цементів. ВУкаіни розвитку цементної науки приділялася велика увага - так як цементна промисловість є базовою в забезпечення економічної могутності країни. Була створена наукова основа цементної промисловості - по всій країні були створені організації, що займаються проблемами і перспективами розвитку виробництва цементу.
Останні 15 років недостатньої уваги до цементної науці привело до того, що втрачено як мінімум 75% наукового потенціалу галузі. Решта 25% мають потребу в інвестиціях з боку виробників і підтримки з боку держави.
За складом розрізняють: портландцемент без добавок; портландцемент з мінеральними добавками; шлакопортландцемент та інші. Крім звичайного портландцементу, випускаються його різновиди, що відрізняються складом, властивостями і областями застосування: бистротвердеющий, пластифікований, гідрофобний, сульфатостійкий, білий портландцемент - для виробництва азбестоцементних виробів і ін.
Кольоровий цемент отримують на основі білого портландцементного клінкеру шляхом сумісного помелу з пігментами різних квітів, наприклад з охрою, залізним суриком, окисом хрому. Можна також отримувати кольорові цементи змішуванням білого цементу з пігментами. Застосування кольорових цементів, що сприяє архітектурно-декоративного оформлення споруд, має велике значення в індустріальній обробці крупноелементних будівель. Ці цементи застосовують також для кольорових цементобетонних дорожніх покриттів, наприклад на площах у монументальних споруд. Крім перерахованих, є ще деякі спеціальні сорти портландцемента, наприклад тампонажний, для виробництва азбестоцементних виробів.
Білий цемент виготовляють з малозалізистого клінкеру (сірий колір звичайного цементу обумовлений головним чином наявністю з'єднань заліза у вихідних сировинних матеріалах) .Белий цемент є матеріалом з унікальними характеристиками, які дозволяють використовувати його у виготовленні скульптурних елементів, колон, а також при оздоблювальних роботах, наприклад, фасаду будівлі. Естетичні вимоги, що пред'являються до фасадів і іншим парадним будівельних елементів, роблять застосування білого цементу особливо ефективним. Білий цемент застосовують також для кольорових цементобетонних дорожніх покриттів, наприклад на площах у монументальних споруд.
Тампонажний цемент - різновид портландцемента, і призначений для цементування нафтових і газових свердловин. Тампонажний цемент виготовляють сумісним тонким подрібненням клінкеру і гіпсу. ВУкаіни випускають тампонажний цемент двох видів: для так званих холодних (з температурою до -40 ° С) і гарячих (до + 75 ° С) свердловин. Тампонажний цемент застосовують у вигляді цементного тесту, що містить 40-50% води.
Пуцолановий цемент - збірна назва групи цементів, до складу яких входить не менше 20% активних мінеральних добавок. Термін "пуццолановий цемент" походить від назви пухкої вулканічної породи - пуцолани, яку застосовували ще в стародавньому Римі в якості добавки до вапна для отримання гідравлічного в'яжучого, т.зв. вапняно-пуццоланового цементу. У сучасному будівництві основний вид пуццоланового цементу - пуцолановий портландцемент, одержуваний спільним помелом портландцементного клінкеру (60-80%), активної мінеральної добавки (20-40%) і невеликої кількості гіпсу. Від звичайного портландцементу він відрізняється підвищеною корозійною стійкістю (особливо в м'яких і сульфатних водах), меншою швидкістю твердіння і зниженою морозостійкістю. Пуцолановий цемент застосовують в основному для отримання бетонів, використовуваних в підводних і підземних спорудах.
Напружує цемент, різновид розширюється цементу, одержувана спільним помелом портландцементного клінкеру (65%), глиноземисті шлаку (15%), гіпсового каменю та вапна (5%). Н. ц. - бистросхвативающегося і швидкотвердіюче в'язке: міцність розчинів (складу 1: 1) через 1 добу досягає 20-30 Мн / м2 (200-300 кгс / см2) .Затвердевшій напружує цемент має високу водонепроникність. Зростаючи в процесі твердіння, напружує цемент розвиває високий тиск - 3-4 Мн / м2 (30-40 кгс / см2), яке може бути використане для отримання попередньо напружених залізобетонних конструкцій з натягом арматури в одному або декількох напрямках. Напружує цемент доцільно застосовувати для виробництва напірних труб, зведення ємнісних споруд та деяких тонкостінних залізобетонних конструкцій.
На Усть-Каменогорськ заводі, спільно з галузевими науково-дослідними інститутами, була розроблена і впроваджена технологія виробництва нового виду цементу - напружує (НЦ), який здатний розширюватися і напружуватися в процесі твердіння, що забезпечує отримання бетонів високої щільності, морозостійкості, довговічності, водо - і газонепроникність. Застосування НЦ дозволяє значно скоротити терміни будівництва, заощадити кошти і матеріали, тобто знизити трудовитрати, зменшити витрату арматури, підвищити надійність виробів.