История цемента


Строительство, как и любая отрасль промышленности, постепенно развивалось и дошло до нашего времени в таком виде, в котором мы его представляем себе сейчас. Строительные материалы с каждым годом усовершенствуются и улучшаются. А всё началось с цемента, развитие которого началось с XIX века.

Ещё в самом начале 20-х годов Е. Делиев добился получения вяжущей обжиговой, состоящей из смеси глины и извести, а после опубликовал итоги полученной работы в книге, которая увидела свет в 1825 году. А уже 1856 год в России считается годом, когда начал своё производство завод портландцемента.

Цемент – это важный материал для строительства. Он необходим для того, чтобы приготовить бетон, а также строительных растворов, асбестоцементных, бетонных и других изделий. Его изготовление, в основном, идёт на заводах.

Цемент – это группа вяжущих веществ. Главные составляющие данных веществ - это алюминаты и силикаты кальция. Эти вещества, как правило, образуются при обработке высокой температурой материалов (сырья), которые должны быть доведены до полного либо частичного плавления.

Группу цемента составляют глиноземистый цемент, практически все виды шлакопортландцемента, портландцемента и иные.

Цемент любого из видов при затвердевании способен развивать прочность, которая характеризуется номером марки (регламентирован нормативными документами). Изготавливают, как правило, цементы марок 200, 300, 400, 500, 600. Номер марки цемента можно определить по показателям проведенных анализов в пластичных растворах.

По мере увеличения марки цемента увеличиваются и эффективные свойства применения его в бетоне. Это происходит за счёт снижения удельного расхода вяжущего.

Из огромного разнообразия видов цемента наиболее распространён и имеет немаловажное значение портландцемент.

Портландцемент не постоянно отвечает требованиям, которые заявлены по отношению к бетонам и другим строительным растворам, имеющим разнообразные условия применения. 

Именно по этой причине в промышленности разработаны и изготавливаются другие виды портландцемента.

1. Сульфастойкий портландцемент – для изготовления такого вида цемента применяется клинкер минералогического нормированного состава, который должен содержать 5% алюмината трёхкальциевого и 50% силиката трёхкальциевого.

Такое низкое содержание алюмината очень необходимо, так как при реагировании сульфатов, которые могут находиться непосредственно в природе, с трёхкальциевым гидроалюминатом цементного камня возможно развитие сульфатной коррозии. Присутствие даже в малых количествах в цементном камне СЗА способствует образованию незначительного количества гидросульфоалюмината кальция. В таких дозах он не причиняет вреда, равномерно распределяясь в порах бетона и вытесняя из них воздух либо влагу, которые могут там находиться. Причём в бетоне не возникает каких-либо внутренних напряжений. В таком малом количестве данное соединение даже приносит пользу, способствуя уплотнению бетона.

Чтобы снизить величину тепловыделения цемента, в клинкере данного вида цемента содержание трёхкальциевого силиката также ограничено. Вот почему такой цемент обладает способностью к повышенной сульфастойкости, а также сниженной экзотермией. Эти качества являются нужными, чтобы изготовить бетон для определённых зон различных сооружений, которые вынуждены работать в условиях агрессии сульфатов. Такой цемент чаще всего производят только двух марок – 300 и 400.

2. Портландцемент с наличием умеренной экзотермии – в составе клинкера данной разновидности должно быть 50% силиката трёхкальциевого, 8% алюмината трёхкальциевого. У данного портландцемента при наличии умеренной экзотермии высокая сульфастойкость из-за умеренного содержания алюмината.

Такой цемент довольно часто находит применение в гидротехническом строительстве для огромных конструкций из бетона, которые довольно часто могут быть подвержены замораживанию и оттаиванию в пресной или не сильно минерализованной воде. Наиболее распространённые виды такого цемента – 300 и 400.

3. Быстротвердеющий портландцемент – в своём составе имеет большое количество трёхкальциевого и силиката, и алюмината. Он очень тонко измельчён. Такой цемент обладает способностью к интенсивному возрастанию прочности в самом начале затвердевания (через 1 и 3 сутки). Также налажено производство очень быстротвердеющего цемента, у которого можно проверить прочность через трое суток при сжатии 450-500 кг/см2. Это возможно проверить в жёстких растворах.

4. Гидрофобный портландцемент – в процессе его производства при помоле клинкера вводят 0,1-0,2% мылонафта, окисленного петролатума и других добавок. Данные вещества после адсорбции на частичках цемента могут образовывать очень тонкую оболочку, которая и придаёт данному виду цементу специфические свойства. Именно благодаря этим свойствам заключается суть гидрофобизации цемента, что позволяет в какой-то мере обладать управлением свойствами цемента по отношению к воде практически на всех этапах использования.

Все уже давно знают о том, как реагируют между собой вода и цемент, а также что это довольно противоречивый процесс. Цемент обладает высоким сродством к воде, ведь без неё сложно было бы находиться в роли вяжущего вещества. Однако в то же время в определённый период воду категорически нельзя добавлять к цементу. Например, во время хранения либо любых перевозок цемент следует защитить от влаги, которая способствует появлению коррозии цементного камня и приводит к его разрушению.

Решением такой задачи является гидрофобизация цемента.

Цемент, у которого явно выражены гидрофобные свойства по отношению к воде, очень удобен в хранении и перевозках. Те ПАВ (поверхностно-активные вещества), которые входят в состав такого цемента, снижают водопроницаемость (проникновение воды внутрь цемента) и в то же время способны увеличить устойчивость против морозов и коррозии. Если взять простой бетон, который способен выдержать всего лишь 300 циклов замораживания и оттаивания, то гидрофобный цемент в данном случае выигрывает в несколько раз, так как он выдерживает больше, чем 1000 циклов.

Производство марок гидрофобного цемента осуществляется аналогично маркам портландцемента. Родина гидрофобного цемента – СССР. Позже аналогичный строительный материал стали выпускать за рубежом (Англия и др.).

5. Пластифицированный цемент – в производстве достигают его получения путём внесения в помол клинкера приблизительно 0,25% сульфитно-спиртовой барды (эти данные в пересчёте только на сухое вещество) от всего веса цемента. Этот ПАВ способствует пластификации бетонной смеси (предпочтительно пластификации подвергаются жирные смеси), что позволяет уменьшить соотношение «цемент/вода» без ухудшения качеств первого и в свою очередь снижает расход цемента, но увеличивает устойчивость по отношению к морозу затвердевшего бетона.

6. Белый портландцемент – его основу составляет маложелезистый клинкер.

7. Цветные цементы – в основе лежит клинкер белого портландцемента, который путём помола смешивают с разнообразными цветами (охра, окись хрома и др.). Также можно смешать цемент с цветными пигментами. Цветные цементы и белый портландцемент находит применение для оформления архитектурных сооружений, некоторых дорожных покрытий и др.