Из чего состоит цемент?

Сырье для производства цемента

Получение цемента происходит на заводах, вблизи мест добычи сырья, нужного для изготовления порошка. Так как одним из компонентов клинкера является известняк, то рассмотрим основные виды горных пород, позволяющие его получить.

Карбонатные породы – имеют кристаллическую структуру, которая напрямую влияет на эффективность взаимодействия материала с другими компонентами во время обжига. К таким породам можно отнести:

• мергелистый известняк;
• мел;
• доломитовые породы.

Группа карбонатных пород — мергели

Мергель, выступающий заменителем известняка, относят к природному клинкеру, но из-за ограниченных запасов используется редко. Твердость мергелистого известняка зависит от того, какая доля глины в нем находится.

Доломитовые породы отличаются повышенной прочностью. Цементный порошок на их основе, быстро схватывается и является экологичным.

Вторая составляющая клинкера – это глина, которая разбухает при взаимодействии с водой. Глина повышает пластичность цементных растворов и смесей. В качестве глинистых пород используют глинистые сланцы, суглинки, чистую глину, лесс и пр.

Виды глинистых пород: суглинки

Суглинки, помимо глины, содержат песок и пыль. Глинистые сланцы образуются за счет наслоения глины с илом, и содержат мало влаги. Это позволяет быстрее их сушить и измельчать. Могут использоваться как отдельный стройматериал или как компонент цемента. Лесс – это пористый суглинок, легко впитывающий влагу. Легко измельчается руками.

Улучшение показателей цементного порошка можно достичь благодаря добавкам. Они повышают прочность бетона, пластичность и срок эксплуатации. К ним можно отнести шлаки, пуццолан или перетертую известь.

Разновидности марок

Цемент различается в зависимости от его марки, применения и расшифровки.

М 800

Цемент М 800, эта самая редко используемая марка. Его число означает, что бетон, сделанный из этого цемента, выдерживает нагрузку до 800 кг/см3.

Он предназначен для укрепления конструкций, к которым предъявляются очень высокие требования к прочности, пропорции раствора тщательно соблюдаются.

Его свойства:

• высокая способность противостояния агрессивному воздействию сульфатов на долгий период;
• морозостойкость;
• влияет на ускоренное затвердевания готового состава;
• не требует при изготовлении много жидкости для лучшей подвижности.

М 700

Бетон из цемента М 700 относится к тяжелым бетонам и обладает высокой прочностью. В состав цементной смеси входят вещества, которые ускоряют скорость схватывания раствора и также, как и М 800 увеличивают прочность конструкций.

Цемент М 700 обладает такими достоинствами:

• эстетическими качествами;
• высокой прочностью;
• водонепроницаемостью;
• использование на любых типах покрытия;
• белый цемент стоек к минусовым температурам.

М 600

Цемент М 600. Эта марка изготавливается, как и большинство других, часто используемых марок из глины и известняка и подвергается обработке при высокой температуре.

Также он используется при:

• аварийных работах;
• реконструкции;
• восстановительных работах.

Этот вид цемента не используют при изготовлении ЖБИ общего назначения. Конечно, можно данную марку использовать, например, в частном строительстве для увеличения срока службы сооружений, но это приведет к полной отсутствии экономии, которая не будет оправдана.

М 500

Марка цемента М 500, схожа с маркой 600, но имеет более широкую сферу применения:

• изготовление армированных фундаментов;
• армированных плит и колонн;
• аварийно-восстановительные работы;
• изготовление балок и плит перекрытия;
• монтаж дорожных покрытий.

У марки есть две разновидности.

М 500

Первая — М500 Д0 в которой нет никаких примесей и добавок, эта чистая смесь глиняных и известняковых пород, бетон из этой смеси водостоек и быстро застывает.

М 500 Д0

Вторая — М 500 Д20, предполагает добавки в состав цемента не более 20%.

М 500 Д20

Первый вариант используется при строительстве и изготовлении бетона, второй вариант с добавками чаще идет на приготовление штукатурно-отделочных смесей и для выполнения кладочных работ, смесь из такого цемента хорошо противостоит коррозии.

М 400

Цемент М 400 используется во многих видах строительства, относится к портландцементам.

М 400

Также, как и М500 может маркироваться Д0, Д20, что будет означает с добавками цемент или без добавок.

М 400 Д0 и Д20

Смесь применяется:

• при изготовлении ЖБИ изделий;
• в многоэтажном строительстве;
• при возведении мостов;
• для изготовления подпорных стенок;
• в устройстве свайного и ленточного фундаментов.

М 300

Цемент М 300 один из самых распространенных марок, и он используется:

• в малоэтажном строительстве;
• в гражданском строительстве;
• для монтажных работ.

Экономически обоснованной сферой применения этой смеси является строительство монолитных фундаментов.

М 300

Такая марка по своим характеристикам и составу хорошо подходит также для изготовления заграждений ленточного типа, подпорных конструкций, автомобильных дорог и дорожного покрытия, плиточных каркасов, плит перекрытия, стен, ступеней лестниц и т. д.

М 200, М 100

Эти две марки имеют стоимость ниже остальных и не отличаются повышенными прочными характеристиками. Основная сфера использования М100 — отделочные работы, стяжка полов, черновые дорожные работы.

В настоящее время обе марки сняты с производства.

М 200

Каждая марка цемента имеет дополнительное буквенное обозначение, например:

• ПЦ означает портландцемент;
• ШПЦ — шлакопортландцемент;
• ПЛ — пластификат;
• СС — сульфатостойкий цемент;
• БЦ — белый цемент;ГФ — гидрофобный;
• ВРЦ — цемент со скорым затвердеванием.

Гидрофобный цемент, который способен отталкивать воду и быть устойчивым к влаге, изготавливается с добавлением веществ мелкого помола, которые не размокают в воде. Такой цемент в сухом виде дольше хранится. Гидрофобный сухой материал придает бетону и повышенную морозоустойчивость в сравнение с обычным.

Богатый выбор цемента и постоянно развивающиеся технологии при его производстве и добыче горных пород позволяет воплощать в реальность многие задумки по строительству или ремонтным, архитектурным работам даже при любых климатических условиях.

Так было не всегда и, хотя бетонные постройки существовали более 5000 лет назад до нашей эры, по-настоящему высокая технологичность процесса изготовления цемента появилась только в 20 веке и продолжает развиваться.

Расход цемента на стяжку

Если решили раствор для стяжки замешивать самостоятельно, надо определиться с количеством цемента, который вам потребуется. Его можно высчитать исходя из найденного объема раствора. Есть таблицы, в которых приведен расход цемента на стяжку в зависимости от марки раствора и связующего.

Количество цемента в одном кубометре раствора для стяжки

Рассчитаем количество цемента для одного куба стяжки из пескобетона марки М150. Если использовать будем цемент М400, на куб уйдет 400 килограммов цемента (по таблице). Чтобы найти сколько нужно будет цемента для описанного выше примера, надо найденный объем раствора умножить на норму: 0,6 м³ * 400 кг = 240 кг. То есть, на эту комнату надо будет 240 килограммов цемента. Чтобы определить количество мешков, делим эту цифру на массу цемента в мешке.

• Если в мешке 50 кг цемента, надо будет: 240 кг / 50 кг = 4,8 мешка.
• При фасовке по 25 кг: 240 кг / 25 кг = 9,6 мешков.

Другая фасовка тоже бывает, но встречается редко. Когда определитесь с маркой и производителем, можно будет точно рассчитать количество мешков цемента на стяжку пола.

Как рассчитать количество цемента на кубометр песка

Еще расход цемента можно посчитать исходя из имеющегося количества песка. Мало ли. Может кто-то будет закупать песок и чтобы не оставалось остатков, его надо весь израсходовать.

Как правильно сделать цементный раствор

Существует несколько способов приготовить качественную цементную смесь. Но, независимо от выбранного способа, для ее приготовления понадобятся инструменты:

Таблица состава цементного раствора в зависимости от марки.

• емкость для смешивания компонентов;
• совковая лопата;
• кельма;
• ведра.

Самый распространенный классический способ приготовления смеси — сначала всухую смешиваются цемент и песок до получения однородного состава, а затем эту смесь разбавляют до нужной консистенции водой. Воду следует добавлять не всю сразу, а 80-85% от требуемого количества, и уже в процессе готовки смеси понемногу добавлять ее в состав, добиваясь нужной густоты.

Особенно это правило должно соблюдаться, если готовится не чистая цементно-песчаная смесь, а цементно-известковая. В этом случае сначала нужно приготовить жидкоразведенную известь, разбавив известковое тесто водой до состояния негустой сметаны. Затем приготовление раствора происходит так же, как и в первом варианте, но вместо недостающей воды на заключительном этапе в него добавляют известковое молоко.

Второй способ придуман народными умельцами для приготовления раствора вручную. Фактически он является почти зеркальным отражением первого: сначала в емкость заливается вода (приблизительно 4/5 нужного количества), затем в нее добавляется жидкое мыло или другое моющее средство. После этого воду в течение 4-5 минут нужно интенсивно взбалтывать, чтобы моющее полностью в ней растворилось и образовало максимальное количество пены.

Наполнители для цементного раствора.

Затем в емкость засыпается половина нужного объема песка и весь объем цемента. После этого все компоненты перемешиваются между собой. Особой тщательности в перемешивании на этом этапе еще не требуется, главное, чтобы в результате смесь получилась более-менее однородной по составу. Затем в смесь добавляется недостающий песок, и здесь уже небрежность в перемешивании недопустима — вымешивать нужно до тех пор, пока смесь не станет однородной. Наличие в ней участков чистого, без цемента, песка недопустимо.

Основное преимущество этого способа в том, что в жидком состоянии песок и цемент смешиваются намного быстрее и качественнее, чем в сухом. Но, чтобы правильно сделать раствор цемента, в конце приготовления нужно понемногу подливать недостающую воду, доведя раствор до нужной густоты.

Виды цемента

Сегодня можно встретить несколько видов цемента, и каждый из них имеет свои особенности и свойства. Рассмотрим наиболее востребованные виды.

Портландцемент

Используется чаще других видов, по отдельности не применяется, только в строительстве при замешивании бетонных смесей и растворов. Применяется как для индивидуальных потребностей, так и для решения промышленных задач. Вместе с песком и щебнем, служит основой для получения бетона.

Портландцемент может применять при создании наливных потолков, для этого в него нужно добавить больше гипса. Такой подход позволяет изменить цвет на белый. При добавлении пластификаторов, можно изменять время схватывания смеси.

Сульфатостойкий

Стойкий к воздействию химически активных веществ. Благодаря таким характеристикам он применяется при создании мостов, подводных и подземных сооружений, насосных станций или опорных конструкций, устанавливаемых в воду.

Сульфатостойкий цемент долго застывает, но благодаря малому количеству алюминатов кальция, способен сохранять свои свойства при низких температурах. Кроме того, устойчив к атмосферным осадкам.

Пуццолановый

Этот вид является аналогом сульфатостойкого цемента, но в отличие от него содержит до 35% активных добавок. Обладает способностью твердеть в воде или во влажных условиях, благодаря чему применяется в конструкциях, находящихся в условиях повышенной влаги и сильных морозов. Это могут быть шлюзы, шахты, тоннели и прочие конструкции.

Потеря прочности такого вида цемента, происходит быстрее, чем у портландцемента. Это связано с повышенной гигроскопичностью активных минералов, которые поглощая влагу из воздуха вызывают гидратацию.

Кислотоупорный

Используется при создании сооружений в химической промышленности. Например, резервуары, башни и другие специальные здания.

Содержит кислотоупорный наполнитель (кварцевый песок, базальт) и кремнефтористый натрий (ускоритель затвердевания жидкого стекла). Эти компоненты и позволяют защитить бетон от внешних воздействий. Вяжущим веществом выступает жидкое стекло, поэтому цементом, данный порошок называют условно. Чувствителен к влиянию воды и пара.

Пластифицированный

В состав такого цемента добавляют добавки, делающие его подвижным и удобоукладываемым. Популярен при строительстве конструкций загнутой формы. Сохраняет свои характеристики даже под воздействием паров и при низких температурах, влагостойкий. Добавки вводятся в сухом виде или и в качестве водного раствора.

Шлакоцемент

Шлаковый цемент – это экономный стройматериал, содержащий помол клинкера, гипса и гранулированного шлака (порядка 20-80%). Применение шлака снижает стоимость бетона и одновременно существенно повышает его прочностные характеристики. К недостаткам такого порошка относится длительное время затвердевания бетона.

Цемент с содержанием шлака более 20% применяется при производстве железобетонных панелей или плит перекрытия. Благодаря высокой влагостойкости также может использоваться для создания сооружений, находящихся под постоянным воздействием влаги.

Особенности использования цементного раствора при стяжке

Для различных целей нужно использовать различные виды такого раствора. Например, делая стяжку толщиной менее 5 см, щебень или гравий в него не кладут. Однако в тех случаях, когда толщина превышает эту величину, допускается добавить в смесь мелкоразмерный щебень.

Прежде для стяжки использовался бетон марок М50 или М75. Теперь нужен состав марки М150. Причиной новых правил являются возросшие требования к качеству отделки. Дело не только в эстетическом качестве отделки, но и в том, чтобы цементное покрытие не пылило. Для выполнения последнего условия необходимо, чтобы марка была М100 или больше.

Для качественно сделанной стяжки необходимо точно соблюдать пропорции раствора Источник svjz.ru

Далее рассказывается, как приготовить раствор:

1. Для получения М150 можно взять портландцемент марки М500 с песком из расчёта 1:4. Если используется М400, то пропорция составит 1:3, а для М300 – 1_2,5.
2. Если необходим раствор М200, то соответствующие пропорции для цемента М500 и М400 составят 1:3 и 1:2,5.
3. Чтобы сделать раствор М300 используются соотношения 1:2,1 (М500) или 1:1,8 (М400).

Для того, чтобы изготовить прочный раствор необходимо точно соблюдать соотношение песка и цемента в растворе.

Через месяц стяжка высохнет полностью и будет готова к эксплуатации Источник altpol.ru

Необходимые ингредиенты и оборудование

Для приготовления цементного раствора нужно подготовить:

1. Ёмкость, в которой будет происходить размешивание смеси. В этом качестве лучше всего воспользоваться бетономешалкой.
2. Потребуются вёдра, а также штыковая лопата.
3. Необходимо приготовить миксерную дрель, оснащённую подходящей насадкой.

Подготовка оборудования зависит от предполагаемых масштабов работы. Если речь идёт о большом объёме работы, то лучше будет для смешивания компонентов воспользоваться бетономешалкой. Для небольшой, разовой работы можно использовать, например, старую ванну или бадью.

Потребуются следующие ингредиенты:

• Песок должен быть мелким, не включать в себя сгустки или куски другого материала.
• Основой состава является портландцемент. Нужно, чтобы он был той марки, которая полагается в соответствии с рецептурой.
• Необходимо подготовить добавки, если предполагается их использование.

Для приготовления раствора нужно подготовить всё необходимое Источник strojka-gid.ru

Потребуется вода в достаточном количестве для получения пластичной смеси.

В том случае, если предполагается создание бетона, дополнительно потребуется щебень или гравий в качестве связующего элемента.

Маркировка цемента

Благодаря маркировке можно определить не только прочность цементного порошка, но и тип добавок. В классической (до 2003 года) и современной маркировке большинство кодов отображают одинаковую информацию.

В маркировке, кроме прочности, указаны виды присадок, позволяющие использовать продукт в бетонах разного назначения. В таблице ниже указана расшифровка букв, отображающих тип порошка в старой маркировке.

Буква	Тип
ПЦ	Портландцемент без присадок
ШПЦ	Шлакопортландцемент, содержит от 20% шлака
ППЦ	Пуццолановый
СПЦ, ССПЦ	Сульфатостойкий, противокоррозионные
БЦ	Белый
Г	Глиноземистый, быстросхватывающийся
ГФ	Гидрофобный
ПЛ	Пластифицированный
ВРЦ	Влагонепроницаемый, расширяющийся

Расшифровка маркировки цемента по новым стандартам

Маркировка состоит из пяти разделов. Начинается маркировка с названия – ЦЕМ. Все остальные группы указывают на особенности цемента и расположены в таком порядке:

• вид цемента;
• количество добавок;
• тип добавки;
• класс прочности;
• скорость набора прочности.

Сегодня маркировка цемента по виду представлена таким образом:

• цифра I – портландцемент без добавок
• цифра II – портландцемент с минеральными добавками
• цифра III – шлакопортландцемент, содержит от 36 до 65% шлака;
• цифра IV – пуццолановый
• цифра V – композиционный

Количество минеральных добавок делится на классы. Класс А содержит 6-20% добавок, Класс B – 21-35%, Класс C – 36-65%. Тип добавки обозначается буквами: Ш – шлак, И – известь, З – зола, С – обожженный сланец, Мк – микрокремнезем, Г – глиеж, П – пуццолан.

Класс прочности обозначается таким образом: 22,5 (М300), 32,5 (М400), 42,5 (М500), 52,5 (М600). Последняя буква в маркировке обозначает скорость набора прочности: Н – нормальная, Б – Быстротвердеющий, М – медленнотвердеющий (только для ЦЕМ III).

Как размешивать состав

Сначала для получения смеси необходимо подготовить ёмкость, в которой будет производиться размешивание.

Это можно делать одним из следующих способов:

1. В ёмкость наливают нужное количество воды. Затем постепенно досыпают цемент и песок, при этом непрерывно размешивая. Если воды будет недостаточно, её добавляют в конце процедуры.
2. При этом способе сначала добавляют сыпучие элементы: песок и цемент. После этого их необходимо размешать. Полученный состав разбавляют нужным количеством воды до получения пластической смеси.

Перед тем, как сделать раствор, нужно обеспечить, чтобы там не было крупных кусков. Для этой цели их предварительно просеивают

В процессе приготовления смеси важно обеспечить равномерное размешивание. Это приобретает особую важность в тех случаях, когда используются специальные добавки

Нужно учитывать, что для получения качественной смеси необходимо добавить щебень или гравий в качестве наполнителя.

Для качественного раствора нужно использовать речной песок Источник domstroiki.stroimdom.com.ua

Марка раствора

Для создания состава необходимо определить, какая марка для этого требуется. Для каждого строительного элемента предусматривается соответствующая марка раствора. В соответствии с ней определяется, какой вид портландцемента должен быть использован.

При этом нужно учитывать следующее:

• Если речь идёт о кирпичной кладки, марка которой – М100, то раствор, который нужно приготовить должен иметь такую же самую марку.
• В том случае, когда стены сделаны из кирпича марки М300, нужная прочность кладки достигается при помощи использования марки цемента М150.
• Если цементная смесь готовиться с целью использовать смесь для внутренней отделки, то в этом случае хорошим выбором будет марка М50 или М100.

Раствор должен быть тщательно перемешан Источник i.ytimg.com

Для фундамента или бетонной стяжки требуется использовать М200.

Нужно учитывать, что марка получаемой смеси определяется тем, какой портландцемент был использован для её приготовления. Наилучший вариант, когда марки в обоих случаях будут соответствовать.

Химический состав цемента

Данная продукция используется одинаково широко по всему земному шару. Строители в Древнем Риме уже умели изготавливать растворы, которые обладали гидравлическими свойствами. Сегодня мировые разработки шагнули далеко вперёд. Человечество научилось создавать продукт, способный твердеть не только в сухих условиях на воздухе, но и во влажных.

Сегодня лидерами производства считаются такие страны, как Китай, США и Индия. Причём Китай производит в несколько раз больше продукции, чем два других лидера вместе взятые, темпы строительства в Поднебесной также крайне высоки. Заводы по производству продукции возводят в непосредственной близости к точкам добычи сырья, чтобы на его себестоимость не влияла цена доставки компонентов.

Так из чего делают цемент? Состав его может незначительно отличаться в зависимости от типа. Для примера возьмём наиболее популярный вид цемента − портландцемент, который более всего востребован в строительстве. В его состав входят:

• оксид кальция (CaO) −минимум 62%;
• диоксид кремния (SiO₂) −минимум 20%;
• глинозём (Аl₂O₃) − минимум 4%;
• оксид железа (Fe₂O₃) −минимум 2%;
• магния оксид (MgO) −минимум 1%.

Цемент — идеальный материал для оформления парадных лестниц и фасадов зданий

Дополнительно к нему подмешиваются добавки. Химическая формула цемента не определена, поскольку существуют различные виды и марки продукта. Для производителя и потребителя гораздо более важную информацию дают показатели минералогического состава.

Твердение смеси

После того, как раствор был составлен и тщательно размешан, наступает период, в течение которого будет происходить застывание

В это время также необходимо уделять внимание твердеющей смеси для того, чтобы обеспечить качество полученного раствора

В это время необходимо делать следующее:

Сформированную поверхность важно периодически увлажнять. Это будет способствовать равномерному затвердению раствора и предохранит его от образования трещин.
Исключить ситуацию, когда происходит нагрев под прямыми лучами солнца.
Предохранять сохнущую поверхность от влияния сквозняков или сильного ветра.. Выравнивание стяжки Источник static.tildacdn.com

Выравнивание стяжки Источник static.tildacdn.com

Марки раствора и их использование

Как и подавляющее большинство строительных материалов, приготовленный цементный раствор тоже имеет свою маркировку. Бывают растворы М10, М25, М50, М75, М100, М125, М150, М200, М250, М300, но в частном строительстве обычно используются марки от М75 до М150.

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Маркировка готового раствора не зависит напрямую от марки используемого для его приготовления цемента, как ошибочно полагает большинство непрофессионалов. На самом деле смесь одной марки можно приготовить из разных марок цемента.

Например, смесь М100 можно получить из цемента М300, М400, М500, причем во всех случаях количество используемого для ее приготовления цемента будет одинаковым. Зато изменяется количество песка: при использовании цемента М300 соотношение песка и цемента будет 3:1; при применении М400 — 4:1; а при использовании М500 — 5:1.

При использовании цементного раствора профессиональные строители советуют применять состав той же марки, что и используемый для строительства материал. Т.е. если для заливки фундамента используется бетонный раствор М75, то для стяжки цоколя нужно применять цементную смесь той же марки. Если для выгонки стен используется кирпич М100, то и смесь для выполнения кладки должна соответствовать этой марке.

Но на практике такое возможно далеко не всегда. Например, используя при выгонке стен кирпич М300, нет смысла брать для его укладки раствор той же марки — с таким раствором трудно работать, да и финансовые затраты на его изготовление очень большие. Вполне подойдут для работы марки в диапазоне от М100 до М150. На практике такую кладку чаще всего выполняют, используя смесь песка и цемента М400 в пропорции 3,5:1, т.е. приблизительно М115.