Современные технологии производства качественного цемента. Как создать собственное производство цемента

Цементная промышленность является одной из важнейших отраслей материального производства. Значение этой отрасли в народном хозяйстве определяется прежде всего ее неразрывной связью с ходом капитального строительства. Цемент - один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов, железобетонных изделий, а так же для скрепления отдельных деталей строительных конструкций, гидроизоляции и многих других целей.

Летом прошлого года я провёл съемку на заводе Lafarge («Уралцемент») расположенном в поселке Первомайский, Челябинской области. Завод производит цемент по мокрому способу с 1957 года и по объемам производства находится в десятке крупнейших цементных заводов России. Для производства цемента используют глину и известняк. В качестве топлива выступает природный газ.

История портландцемента начинается 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество, которое назвал «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Свойства портландцемента зависят от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента - способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях.

2. Производство цемента складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера (наиболее трудоемкий и энергозатратный этап) и его помол с соответствующими добавками.

3. Для изготовления цемента сначала добывают известняк и глину из карьера.

6. Пройдя предварительную обработку, исходные материалы поступают в мельницу мокрого самоизмельчения «Гидрофол», где перерабатываются в шлам. Затем шлам домалывается в сырьевых мельницах и усредняется в шламбассейнах.

7. На заводе находится специальная лаборатория, в которой производят постоянный контроль качества и дозировку сырьевых материалов и добавок. И в том числе проводят тестирование конечного продукта на прочность.

11. Затем тонкомолотый сырьевой шлам вводится во вращающуюся печь (длиной около 200 м и диаметром 4 м) и обжигается при температуре 1450 градусов Цельсия.

12. При обжиге частички сырья сплавляются между собой, образуя клинкер.

13. Печь для обжига представляет собой вращающийся металлический цилиндр, который наклонен к горизонтальной плоскости под углом 3-4 градуса, чтобы обеспечить возможность движения материала вдоль печи.

14. Полученный клинкер охлаждается в холодильниках, дробится и подается транспортерами в бункеры цементных мельниц для помола.

15. Электрофильтры на вращающихся печах позволяют сократить выбросы пыли в атмосферу в 10-30 раз.

18. Остывший клинкер подается в мельницу.

20. Это самый шумный участок производства. Находится в цеху без наушников просто невозможно.

21. Цемент получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, минеральных добавок (10-15%) и гипса (3-7%), который служит для регулирования сроков схватывания. Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм.

24. Процедура LOTOTO (LockOut / TagOut / TryOut). Комплекс действий для повышения безопасности на производстве.

25. Различные минеральные добавки служат для придания бетонам, растворам и др. изделиям на основе цемента специальных свойств (скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость).

28. Полученный портландцемент транспортируется из мельниц в силосы для хранения.

29. Из силосов цемент отгружают железнодорожными вагонами и автомобильным транспортом в следующем виде: навалом, специальными контейнерами МКР весом до 1 тонны, бумажными мешками весом 50 кг.

Строительство является частью жизни многих граждан, особенно тех, кто проживает в частном секторе. Оно окружает людей повсюду. На сегодняшний день очень активно развивается частное строительство. Известно, что наиболее часто используемыми строительными материалами являются дерево, бетон, кирпич, цемент. Цемент занимает важное место в данной отрасли. С его помощью строятся дороги, фундаменты для домов и гаражей и некоторые другие конструкции. Чтобы приготовить цементный раствор, необходимо иметь под рукой все его составляющие. Многие не знают, как сделать цемент своими руками.

Для приготовления самого простого цемента понадобится мел и каолин.

Цементная смесь состоит из трех основных частей: песка, воды и цементного порошка. Это во многом отличает его от бетона. В бетоне же, кроме всех перечисленных составляющих, имеется еще один — крупнозернистый материал. Он может быть представлен щебнем или гравием. Важно, что цемент бывает разным. Марка смеси определяется видом проводимых работ и основными требованиями к прочности конструкции. Рассмотрим более подробно основные этапы работы по приготовлению цементного раствора в домашних условиях.

Разновидности цементного раствора

Чтобы самостоятельно сделать цементно-песчаную смесь, необходимо определиться с ее типом. В настоящее время выделяют тощие, нормальные и жирные растворы. Все они имеют свои преимущества и недостатки. Если в нормальном растворе доля цементного порошка не превышает норму, то жирные содержат много цемента. Все это способствует тому, что такая смесь после затвердения быстро потрескается. Что же касается тощих растворов, то они содержат больше песка, нежели цементного порошка. Это делает их менее прочными. Кроме того, в строительном деле существует такое понятие, как марка цемента и самого раствора.

Марка определяет прочность раствора на сжатие после затвердения. Наиболее часто используемыми в строительстве являются марки раствора 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Чтобы сделать цемент своими руками, нужно правильно его подобрать. При этом учитывается характер работ. Например, для кладочных и штукатурных работ часто используется цементная смесь марки 100 или 150. Для возведения блоков рекомендуется использовать раствор марки 100. Что же касается пропорций основных компонентов, то они могут быть разными. Это во многом зависит от качества цементного порошка. Песчано-цементные растворы могут быть кладочными, строительными или штукатурными.

Вернуться к оглавлению

Этапы приготовления цементного раствора

Когда делают цементную смесь, необходимо помнить основные этапы работы. Они включают в себя:

• правильный подбор марки смеси и марки цементного порошка;
• подготовку воды, песка и различных добавок;
• непосредственно приготовление.

В ряде случаев строителям требуется определить марку полученного раствора. Это делается довольно просто. Нужно разделить марку цементного порошка на количество песка (в ведрах). Например, если использовался основной компонент марки 400, а песка было 4 ведра, то полученный раствор будет марки 100. Первый этап включает в себя выбор цементного порошка. Марка определяет качество материала. Чем она выше, тем прочнее будет смесь и вся конструкция.

Интересен тот факт, что для одного и того же раствора можно применять разные марки цемента. Различие будет в объеме используемого цемента. Соответственно, чем выше марка порошка, тем его потребуется меньше. В идеале марка смеси должна совпадать с маркой материала (если проводятся штукатурные или кладочные работы). Это необходимо для того, чтобы вся конструкция имела одну прочность.

Вернуться к оглавлению

Подготовка песка для смеси

Второй очень важный и ответственный этап — это подготовка всех остальных компонентов. В первую очередь, это песок. Чтобы сделать цемент качественным, нужно использовать речной песок. Он обязательно должен быть очищен и достаточно просушен. В противном случае излишек влаги может изменить водо-цементное соотношение. Очень серьезно нужно подходить к выбору песка для лицевой кладки. Такой песок не должен содержать глиняных частиц. Все дело в том, что при эксплуатации сооружения глина будет уходить из раствора. Все это приведет в итоге к формированию дефектов: трещин, дыр, пустот.

Качество песка можно определить невооруженным глазом. Речной песок имеет несколько сероватый цвет, тогда как глина придает песку желтый оттенок. Неочищенный песок тоже можно использовать в строительстве, но не для лицевой кладки. Он подходит для забутовочной кладки. Количество имеющегося песка должно соответствовать объему работ. Желательно, чтобы непосредственно перед использованием песок несколько дней смог полежать. Его нужно беречь от влаги и хранить в сухом месте.

Вернуться к оглавлению

Подготовка воды для раствора

Перед тем как сделать цемент, потребуется запастись водой. Используется только чистая вода. Чаще всего применяются грунтовые подземные воды. Нежелательно использовать соленую воду. Для большего удобства можно протянуть шланг для подвода воды. Сколько необходимо воды? Объем воды зависит от марки требуемого раствора и качества цемента. Объем воды при приготовлении смеси примерно равен объему цементного порошка. Если берется ведро порошка, то и воды требуется столько же. Большое внимание уделяется тому, какого качества песок.

Если он влажный и содержит много воды, то ее количество нужно уменьшить. Раствор не должен получиться слишком жидким. В идеале по консистенции он напоминает сметану. Большое значение имеет и то, что вода заливается в бетономешалку первой. Это обеспечивает оптимальное перемешивание. Воду лучше всего поделить на 2 порции. Сперва добавляется одна, а в самом конце вторая (если смесь получилась густой).

Вернуться к оглавлению

Другие компоненты

Цемент состоит не только из цементного порошка, воды и песка. Нередко в него добавляются и другие ингредиенты. Это различные моющие средства. Для чего они нужны? Любой цемент обладает такими характеристиками, как пластичность и подвижность. Наиболее простое решение — добавить в смесь мыло в жидком виде или любое другое моющее средство. Объем моющего средства составляет 50-100 мл. Оно придаст раствору хорошую пластичность. Необходимо помнить, что данный компонент добавляется сразу после воды, то есть в самом начале. Воду и моющее средство нужно тщательно перемешать, чтобы образовалась небольшая пена.

Если переборщить с этим компонентом, то смесь потеряет свою прочность, а конструкция будет недолговечной. Сегодня на рынке имеются специальные добавки, которые позволяют улучшить качество цемента. К ним относятся различные пластификаторы и гидрофобизаторы.

Если жидкий цемент будет использоваться для кирпичных швов, то целесообразно использовать красители. Нужно помнить, что при более высокой марке жидкого цемента раствор получается темнее.

К добавкам также относится эластификатор. Он применяется для изготовления раствора для плитки. Хороший эффект дают суперпластификаторы. С их помощью удается снизить объем используемого порошкообразного цемента.

В строительной сфере успешно применяются латексные и армирующие добавки. Последние повышают прочность цемента. В условиях низких температур рекомендуется вносить добавки, которые повышают морозостойкость раствора.

Вернуться к оглавлению

Смешивание основных компонентов

Приготовить жидкий цемент можно без привлечения специалистов. Делается это вручную или при помощи бетономешалки. Бетономешалка позволяет сэкономить силы, а также получить наиболее однородную массу. Первым делом в бетономешалку выливается вода. Она используется не вся, часть ее оставляется напоследок. Затем к воде добавляется моющее средство или другие жидкие добавки. Чтобы раствор хорошо растворился и перемешался с водой, необходимо подождать около 3-5 минут и только потом добавлять сыпучие компоненты. Первым кладется песок. Требуется добавлять только 50% нужного объема песка.

На следующем этапе работы кладут весь цементный порошок. После это смесь нужно очень тщательно перемешать и только потом добавлять остатки песка. Чтобы получить качественный жидкий цемент, потребуется очень точно рассчитать соотношение основных компонентов. Если планируется приготовить раствор марки 100 при наличии цементного порошка марки 500, то соотношение цемента к песку должно быть 1:5. Это означает, что на 1 ведро цементного порошка понадобится 5 ведер песка. Если же марка цементного порошка 400, то соотношение будет 1:4. Для приготовления смеси марки 200 соотношение будет равным 1:2 (при наличии цемента 400). Воду нужно добавлять до получения смеси нужной консистенции.

При строительстве жилых домов используются различные штучные элементы: кирпич, блоки или панели. Чтобы готовая конструкция приобрела прочность, отдельные материалы необходимо связать в монолитную конструкцию. При изготовлении строительных растворов высокой прочности применяют портландцемент. Прочность цемента, а так же изготовленных из него конструкций определяется пределом прочности при изгибе или сжатии образца соответствующих размеров, изготовленного из песчано-цементного раствора в стандартном соотношении три к одному. Образец выдерживается в определенных условиях температуры и влажности в течение 28 суток. На основе портландцемента выпускается несколько разновидностей: гидрофобный, пластифицированный, шлакопортландцемент, пуццолановый, сульфатостойкий. Каждая из марок адаптирована наилучшим образом к определенным условиям эксплуатации. К примеру, пуццолановый портландцемент не боится влаги, его применяют при строительстве подземных или подводных сооружений. Цемент используется как в качестве строительного раствора, так и в изготовлении штучных изделий из бетона, при соответствующем наполнении, например, тротуарной плитки или железобетонных блоков.

Приготовление строительного раствора

Компонентами строительного раствора являются вода, заполнитель (песок) и вяжущее вещество (цемент, известь, гипс). Технология того, как сделать цемент при возведении дома или других построек своими руками, чрезвычайно проста, но в то же время требует внимательного отношения.

Раствор замешивается из песка, воды и цемента, или же из извести, цемента и воды. Для начала необходимо приготовить сухую смесь цемента и песка (извести), при этом песок берут в соотношении от двух до пяти частей. Цементно-известковый раствор готовят из 1 части цемента, 6-9 частей песка, 2 частей извести. Чаще всего растворы из песка и цемента используются при укладке фундаментов, возведении стен, выравнивании полов путем стяжки, а так же для оштукатуривания внешних и внутренних стен, в помещениях, подверженных воздействию повышенной влажности. Цементно-известковые растворы так же используются для штукатурных работ, в основном внутри помещения.

Пропорции готовой смеси выбирают строго, исходя из предназначения раствора. Для укладки фундамента используют соотношение песка и цемента один к одному, один к двум, при кладке кирпича пропорции принимаются один к трем, для оштукатуривания вполне подойдет смесь один к шести.

Прочность готовой конструкции напрямую зависит от консистенции песчано-цементной смеси. Она не должна растекаться, но так же чрезмерно сухая смесь для укладки, к примеру, кирпича, категорически не подходит. Надлежащие свойства текучести и пластичности обеспечиваются наличием не менее 65 - 75% жидкости относительно сухой составляющей. Вода в готовую смесь добавляется небольшими порциями, при этом раствор тщательно вымешивают. Температура жидкости должна быть не слишком высокой, но и ледяная вода для этой цели не подходит. Часто именно вопрос, как сделать раствор из цемента, чтобы его прочность соответствовала поставленной задаче, является первоочередным в строительных работах. Строгое соблюдение технологического процесса гарантирует хорошее качество. Помимо соблюдения пропорций смеси, необходимо обратить внимание так же на ее однородность. При просеивании песка через сито, выбирают размер ячеек, соответствующий требованиям. При этом речной, илистый песок для таких целей совершенно не подходит. Чистота материала так же имеет очень большое значение. В случае приготовления бетона, используемый гравий так же необходимо тщательно промыть и просушить, и только после этого использовать.

Песок и цемент в емкость для смешивания добавляют небольшими порциями, даже если необходим очень небольшой объем смеси. Смешивание лучше всего производить, используя миксер (вполне подойдет и обычная дрель с насадкой). Приготовить раствор удобнее всего в старой чугунной ванне. Используют готовый раствор в течение тридцати минут, по истечении этого времени начинаются необратимые процессы затвердевания.

Качество исходного материала так же имеет большое значение, ненадлежащее хранение самого цемента или использование некачественного песка, способны свести на нет все усилия. Хранят тару с сухим цементом в теплом месте при низкой влажности. Делая покупку, непременно обращайте на это внимание. Ненадлежащие условия значительно понижают вязкость готовых смесей, а соответственно и прочность готовой конструкции.

Приготовление самостоятельно смеси для кладки или оштукатуривания, является одним из самых трудоемких и технологически сложных видов строительных работ. Только доскональное соблюдение пропорций и соответствующее качество исходного материала гарантируют хороший результат. Необходимо принимать во внимание и то, что штукатурка или кладка предполагают определенные условия отвердевания.

Инструкция

Для изготовления раствора вам понадобится пластмассовая или емкость, это может быть старое, ненужное ведро. Важно помнить, что для приготовления подобной смеси речной песок не годится, нужно накопать песок в . А сам цемент должен быть сухим и не иметь комков.

После смешивания добавляем в емкость воду, объем которой должен быть равен объему цемента. Перемешиваем компоненты тщательно, до получения однородной массы. Не нужно смесь жидкой, так как она не сможет держаться на шпателе. Цементный раствор готов, можно приступать к работе.

Видео по теме

Обратите внимание

Приготовленный раствор желательно использовать в течение двух часов. После этого он может стать достаточно сухим.

Полезный совет

После того, как цементные работы закончены, тщательно вымойте емкость, в которой замешивали цементный раствор, чтобы его остатки не прилипли к поверхности ведра.

Выполнение строительных или ремонтных работ не обходится без цементного раствора. Он применяется для выравнивания стен, каменных работ, стяжки пола и т.д. Именно от него зависит насколько прочной будет кладка, крепость конструкции и долговечность строения в целом. Поэтому знать, как сделать раствор, должен каждый строитель.

Важно знать

Материалы для стройки и ремонта имеют сроки хранения. Поэтому, прежде чем сделать раствор и использовать его для работ, необходимо узнать, насколько давно изготовлен цемент и при каких он хранился. Цемент может
храниться на протяжении 6 месяцев, но обязательно в сухом помещении. При избытке влаги он теряет свои свойства, что не лучшим образом отразится на качестве строительных работ. Обратите внимание, что для ремонта помещения с повышенной влажностью нужно использовать цемент, не боящийся контакта с водой, то есть гидрофобный.

Также следует знать, что цемент выпускается под разными марками - от М100 до М600. Она указывает на то, какая получится прочность приготовленного раствора. Чем она выше, тем больше цемент способен выдержать нагрузку на сжатие. Но это совершенно не значит, что чтобы сделать, к примеру, М300 следует приобретать материал марки М300. Зная, в каких пропорциях смешивать песок и цемент, можно сделать необходимую марку смеси. Для этого нужно поделить марку исходного материала, то есть марку цемента, на количество ведер песка. В итоге получится марка смеси. Вот как это выглядит: М300/3 ведра=М100.

Виды цементных растворов

Растворы из цемента подразделяются на несколько видов, а именно:

• 
  Нормальный. Нормальным раствором считается тот, в котором достаточное количество как заполнителя, так и вяжущего вещества. Он будет приставать к веслу, используемому для замеса, отдельными сгустками.


• 
  Жирный. В составе такого раствора слишком много вяжущего компонента. Именно поэтому он и трескается при застывании. Определить его можно по сильному обволакиванию инструмента замеса.


• 
  Тощий. В этом растворе большое количество заполнителя, из-за чего он становится жидким и неудобным в работе. К веслу он не прилипает, а лишь пачкает его.

Как сделать раствор

Прежде чем приступить к приготовлению раствора, нужно сделать сухую смесь из песка без примесей и цемента.
Обратите внимание, что соотношение данных материалов зависит от марки цемента.

В емкость, предназначенную для замеса, компоненты следует выкладывать послойно в следующем порядке: песок, цемент, песок и т.д. Обратите внимание, что для получения качественного раствора необходимо все материалы просеять. Для штукатурных работ можно использовать сито, размер ячеек которого равен 5х5 мм. Для каменных же работ рекомендуется применять сито с размером ячеек 10х10 мм. К сухой смеси прибавить воду, она обязательно должна быть чистой. Полученную массу необходимо перемешивать до однородности.

Зная, раствор, можно приступать, непосредственно, к его приготовлению. Правильно - это залог качественно выполненных строительных и ремонтных работ.

Цементный раствор широко применяется в строительстве. Его используют для кладки камня и кирпича, внутренней отделки стен, заливки фундамента, штукатурки. Естественно, что в зависимости от применения данный строительный материал будет иметь разный состав. Например, для устройства основания потребуется, помимо песка и цемента, еще и щебень. Приготовление раствора – очень важный этап, ведь именно от качества смеси зависит прочность кладки, крепость и долговечность возводимой конструкции.

Для того чтобы правильно замесить цементный раствор, необходимо знать, какие существуют марки, требования к консистенции, последовательность смешивания и пропорции основных материалов. Обычно используют:

• песок;
• воду;
• цемент;
• реже: пластификаторы и прочие добавки.

Виды цементных смесей

В зависимости от состава и целей использования, раствор подразделяется на марки:

• М150 и М200 – для стяжек;
• М50, М100, М150, М75, М200 и М125 – для кладки;
• М10, М50 и М25 – для штукатурки.

Все разновидности различаются между собой количественным содержания песка и пропорциями. Изменение соотношения основных компонентов позволяет применять такой строительный материал для различных работ.

Марка раствора – показатель прочности конструкции, построенной с его использованием. Пропорции ингредиентов зависят, как правило, от того, какой марки нужен цементный раствор. Часто инструкция по приготовлению печатается производителем на упаковке.

Конечно, можно заказать готовую массу нужной марки (в настоящее время реализуются сухие готовые смеси для фундамента, штукатурки или стяжки, в которые необходимо просто добавить нужное количество воды). Но самостоятельный замес поможет сэкономить деньги.

Правила определения нужной марки песчано-цементной массы

По технологии требуется, чтобы марка раствора соответствовала марке используемого материала (кирпич, блоки). Например, если кладка возводится из кирпича марки 100, то и цементная масса должна быть М100. При соблюдении данного правила в результате вы получите цельную однородную кирпичную конструкцию.

В том случае, если марка используемого материала высока, например 350, то стремиться к совпадению не стоит, так как это значительно удорожит строительство. Общепринятые пропорции – 1 часть (например, ведро) цемента и 3 – песка (1 к 3). При приготовлении бетона для заливки фундамента к данной пропорции добавляют 3-5 частей щебня.

В продаже имеется огромный ассортимент различных видов цемента, отличающихся маркой, производителем, свойствами и сроком годности. У профессиональных строителей особой популярностью пользуется портландцемент, характеризующийся высоким уровнем водонепроницаемости, морозостойкости и прочности. Он хорошо затвердевает практически при любой погоде.

Способы приготовления цементных смесей

Выбирая данный строительный материал, обязательно нужно обращать внимание на его срок годности, так как наилучшая смесь получится, если используется свежий цемент.

В настоящее время приготовление цемента в домашних условиях осуществляется двумя способами: механическим и ручным. Первый способ подразумевает использование бетономешалки.

Замес своими руками потребует значительных физических усилий. В данном случае все необходимые строительные материалы перемешиваются штыковой лопатой в корыте либо старой ванне. Чтобы облегчить данный процесс, в емкость сначала наливается вода, после чего добавляется песок и цемент. Далее все размешивается до однородного состояния. В самом конце добавляется щебень и все снова хорошо перемешивается.

Как самостоятельно приготовить раствор

Фундамент здания должен быть надежным и прочным, так как это основа любого здания. Для заливки основания здания песчано-цементную массу готовят в классическом соотношении – 1 к 3. Обычно в нее добавляют щебень, правда уже получается бетон в следующем соотношении: по 3 ведра гравия (щебня) и песка, 1 ведро портландцемента.

Немаловажную роль играет и соотношение воды к компонентам, которое должно быть пропорциональным. Идеальным является раствор, в котором вода составляет 25 %, однако с ним тяжело работать. Поэтому при замесе воду добавляют «на глаз» по своему усмотрению.

При замесе бетона используют портландцемент марки М400 или М500. Для фундамента консистенция бетона должна напоминать густую сметану. Приготовление массы для выравнивания стен и штукатурки подразумевает следующие пропорции компонентов: 2 части песка и 1 часть цемента.

Чтобы приготовить цементный раствор для обычной стяжки, используют такие же компоненты, как и для приготовления бетона, только вместо щебня добавляют отсев. Количественный состав основных компонентов берется в соотношении: портландцемент М400 либо М500 – 1 ведро и по 2 ведра отсева и песка. Для улучшения показателя пластичности рекомендуется добавить в раствор немного (50-100 г) моющего средства. Помните, что перед замесом все материалы следует просеять – это улучшит качество раствора. Главное, чтобы в компонентах не было посторонних примесей. После этого отмеряют дозами необходимое количество песка и цемента в соответствии с пропорциями нужного состава.