Главное меню

Из чего состоит цемент


химический состав, формула, технологии производства (+9 фото и 7 видео)

Цемент – это искусственное порошкообразное вещество, которое выполняет функцию вяжущего при замешивании бетонной смеси. В сочетании с водой он образует пластичную массу, которая в дальнейшем застывает и становится камневидной. То, из чего состоит цемент, в первую очередь зависит от способа производства. В общем случае основой служит клинкер в сочетании с минеральными добавками и гипсом.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Из чего делают цемент: состав и основное сырье

В состав цемента входят следующие компоненты:

  1. Известь (оксид кальция, CaO) – 60%.
  2. Кремниевый диоксид (SiO2) – 20%.
  3. Алюминий (глинозем, Al2O3) – 4%.
  4. Гипс и оксиды железа (Fe2O3) – 2%.
  5. Магния оксид (MgO) – 1%.

Указанное процентное соотношение перечисленных компонентов характерно для наиболее популярного вида цемента – портландцемента. Оно может несколько видоизменяться. Все зависит от технологии производства и класса цементной продукции.

Важно! Существованием различных видов и марок объясняется отсутствие точной химической формулы цемента. Всю важную информацию дают показатели минералогического состава.

Основное, из чего делают цемент – это клинкер. Так называют продукт обжига исходного сырья – известняка и глины, которые берут в пропорции 3:1. Клинкер – это полуфабрикат для получения цемента. После обжига при температуре до 1500 °C клинкер измельчают, в результате чего он оказывается представлен в форме гранул диаметром до 60 мм.

При измельчении в состав клинкера вводят добавки:

  1. Гипс (CaSO42h3O), регулирующий сроки схватывания.
  2. Корректирующие добавки (до 15-20%), улучшающие определенные свойства цемента: пластификаторы, присадки и пр.).

В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. Осадочного происхождения. Это глинистое сырье с минеральной основой, которое при избыточном увлажнении становится пластичным и разбухает, т. е. увеличивается в объеме. Главная особенность материала – вязкость, которой обусловлено его применение при сухом процессе производства.

Советуем изучить подробнее: «Все, что нужно знать о суперпластификаторах, или как уменьшить расход цемента».

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. Глинистый сланец. Из всех видов подобных пород имеет наиболее высокую прочность. При измельчении сланец преобразуется в пластинчатые частицы. В материале мало влаги, его характеризует стабильный гранулометрический состав.

Корректирующие добавки

С целью корректировки в состав цемента вводят специальные минеральные добавки. В первую очередь это модификаторы на базе ископаемых, содержащих:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – добавка-ускоритель, используемая для бетонных смесей, к которым предъявляются требования высокой ранней прочности.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

  1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
  2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
  3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

Сухой способ производства

Как делают цемент по сухой технологии:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. Ее обжигают внутри вращающейся печи, после чего охлаждают и отправляют на склад.

Мокрая технология производства

В отличие от сухого метода изготовления здесь после измельчения компонентов к ним дополнительно добавляют воду. В результате получается не мука, а сырьевой шлам, который и попадает в печь на обжиг, а затем – в холодильник на охлаждение. Уже охлажденные клинкер подвергают измельчению и дополнению добавками.

Комбинированная технология изготовления

Комбинированный способ производства цемента объединяет в себе этапы сухого и мокрого:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. Гранулы проходят обжиг в печи, которая применяется для сухой технологии.

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Виды цемента по составу и сфере применения

Видео: что такое шлакопортландцемент

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Советуем изучить подробнее: «Важная величина: как узнать время схватывания бетона».

Обратите внимание: чем меньше фракция помола клинкера, тем выше эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Оборудование для производства цемента

Производства цемента на каждом этапе требует применения специального оборудования. Его делят на следующие категории:

  1. для добычи исходного сырья;
  2. для транспортировки сырья на место производства;
  3. печь для обжига;
  4. шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
  5. станки для фасовки готового цемента.

Как сделать цемент в домашних условиях

Получить цемент можно в домашних условиях, но только если иметь все исходные материалы и необходимое оборудование:

  1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
  2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов домашнего изготовления цемента используются смола и сера. Полученный цемент можно применять для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки. Технология изготовления следующая:

  1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
  2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
  3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
  4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
  5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, поскольку для производства нужны печь для обжига и мельница для размалывания. В связи с этим в домашних условиях приходится несколько менять рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, водную известь и каменную золу. Полученный раствор пригоден для заделки мелких трещин, причем использовать его необходимо сразу же после изготовления.

Видео: как сделать огнеупорный цемент из золы

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

  1. минеральные,
  2. гипс,
  3. соли,
  4. известняк и пр.

Исходным сырьем для изготовления белого цемента служат глинистые или карбонатные породы. Главное преимущество вяжущего – его белоснежный цвет, которая повышает декоративные свойства цементной смеси. Из-за этого белый цемент часто еще называют декоративным. В то же время ввиду более сложной технологии производства материал имеет более высокую стоимость.

Видео: стол из белого бетона в стиле Loft

Видео: как приготовить раствор на белом цементе

Видео: как и из чего делают цемент

Как правильно приготовить цементный раствор

Для замешивания цементного раствора необходимо соблюдать пропорции его составляющих. На 1 часть цемента приходится 3 части песка. Вода же добавляется в зависимости от того, насколько пластичный или вязкий нужно получить раствор. Также пропорции выбираются с учетом типа работ и марки цемента. К примеру, для приготовления раствора на стяжку пола пользуются пропорциями из таблицы:

Сначала между собой смешивают сухие фракции, т. е. цемент и песок. Только потом начинают небольшими порциями добавлять воду, постепенно доводя состав до нужной консистенции. В качестве наполнителя можно использовать не только песок, но еще и гравий или щебень.

Обратите внимание: лучше для замешивания раствора использовать осадочную воду, а не водопроводную.

Классы раствора для разных типов работ:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Советуем изучить подробнее: «Что стоит знать при покупке цемента в мешках и как рассчитать количество».

Видео: цементный раствор, приготовления без инструмента

Видео: как правильно замешивать цементный раствор

В заключение

В современном мире цемент производится в большом количестве разных видов, что позволяет подобрать вяжущее для любых строительных работ. За счет применения различных добавок цементу можно придавать определенные свойства и использовать его в различных сложных условиях, например, для конструкций, эксплуатируемых под водой или при низких температурах. Цемент очень прост в применении, а также может быть приготовлен в домашних условиях, если знать его состав и общую технологию изготовления.

состав, химическая формула и производство

Перейти к содержимому

Главное меню

из чего состоит и как его производят

Без этого материала невозможно представить современную строительную площадку. Цемент уже более ста лет позволяет сооружать крепчайшие конструкции, его используют для проведения ремонтных работ, с его помощью выполняют отделку помещений, но при этом мало кто задумывается, из чего делают цемент.

Итак, что такое цемент? Этот материал представляет собой порошок, в основу которого входят неорганические соединения. Взаимодействуя с водой, этот порошок начинает твердеть и приобретать прочность монолитного, крепкого материала, заполняя заранее приготовленную форму.

Реакция происходит при обеспечении достаточной влажности. После набора прочности, конструкции из цемента могут служить длительное время без изменения основных свойств. Заводы, занимающиеся производством данного материала, стараются располагать в непосредственной близости к источнику добычи сырья, так как объемы переработки и перевозки материалов для изготовления цемента достаточно высоки.

Чтобы понять, из чего состоит цемент, достаточно показать химический состав цемента, самого используемого в строительстве, — портландцемент. Его изготавливают, применяя следующие пропорции:

Формулы других видов цемента схожи, корректируется лишь количество каждого ингредиента.

Основные характеристики цемента

Строительные материалы, в том числе и цемент, чаще всего проверяют на соответствие следующим характеристикам:

Типы продукции по сфере использования

Для проведения различных видов работ требуются определенные качества раствора. Широкое применение получил портландцемент, который может использоваться для производства большинства видов работ. Но для специальных условий требуются другие марки:

Исходные материалы для приготовления

Размещение производства цемента стараются планировать рядом с основными запасами сырья. Сырьем являются природные горные породы, добываемые открытым способом. Итак, из чего производят цемент:

Добавки в цемент.

Как готовят цемент на производстве

Основными веществами, из которых производят цемент, являются известняк и глина. Из этих двух составляющих специальным образом готовят клинкер, который впоследствии смешивается с прочими добавками, определяющими качество, марку и свойства раствора. Среди обязательных добавок присутствуют: гипс, доломит, цементит.

Этапы производства цемента.

В природе имеется клинкер в чистом виде — мергель, но из-за небольших запасов этого минерала, использовать его в промышленных масштабах не получается, поэтому отечественные и зарубежные производители готовят клинкер из традиционных материалов.

Мергель.

Производство цемента разбито на следующие этапы:

Обжиг шлама.

Существует три способа изготовления цемента. Они различаются приемами обработки клинкера.

  1. Мокрый способ. Выработка клинкера производится с использованием воды, мела и глины. В результате смешивания веществ в барабане образуется влажная масса – шихта. Ее отправляют на обжиг, после чего полученные гранулы измельчают и смешивают с необходимыми добавками. Данный метод считается довольно затратным, поэтому в настоящее время чаще используют другие способы.
  2. Сухой способ. Позволяет сократить этап смешивания готовой смеси с добавками, так как весь процесс сводится к подготовке, дроблению и смешиванию уже готовых ингредиентов. Данная технология становится все более популярной, так как позволяет существенно сократить затраты на производство и конечную цену продукта.
  3. Комбинированный способ. В данной технологии используются различные формы производства клинкера, сочетающие в себе этапы производства, применяемые при сухом и мокром способах.

Как сделать цемент в домашних условиях

Прежде всего стоит сразу уяснить, что качественного продукта в домашних или гаражных условиях получить не удастся. Мало знать, как самому сделать цемент, ведь кроме этого потребуется приобрести специальное оборудование, ну или приложить максимальные мускульные усилия, что в конечном итоге оказывается довольно затратным и утомительным. Гораздо легче приобрести готовое изделие в магазине.

Наиболее простым способом получить в домашних условиях раствор, пригодный для цементирования мелких трещин, является приготовление смеси на основе следующих ингредиентов: воды, водной извести и каменной золы. Эти вещества перемешивают до получения однородной, вязкой массы, которую необходимо сразу же использовать, так как срок хранения этого раствора составляет не более двух часов.

Прочие варианты самостоятельного изготовления цемента предусматривают наличие печи для обжига материала и мельницы для размалывания клинкера в порошок.

Как сделать цементный раствор

Для приготовления цементного раствора потребуется сам цемент, вода и заполнитель (для штукатурных и кладочных растворов используется речной или карьерный песок).

Соотношение ингредиентов в растворе зависит от применения данного материала, но в большинстве случаев рекомендуется использовать формулу: 3 части песка на 1 часть цемента. Вода добавляется исходя из потребности в получении более пластичного или вязкого раствора.

При желании получить конструкцию с более высокими прочностными характеристиками, увеличивают долю цемента. Правильно начинать приготовление раствора со смешивания сухих фракций, и только после получения однородной массы начинают заливать воду небольшими порциями, постепенно добиваясь требуемой консистенции.


Из чего делают цемент - ингредиенты для смеси

Цемент – это порошок, которому свойственно изменение свойств при взаимодействии с водой. Являясь одним из самых популярных и востребованных веществ в строительстве, цемент при соединении с водой делается пластичным, а спустя некоторое время – твердым. Свойства раствора напрямую зависят от марки цемента, поэтому необходимо понимать, из чего делают цемент.

История цемента

Рисунок 1. Цемент

Слово «цемент» имеет латинские корни. Оно произошло от «caementum», или «битый». Открытие этого материала стало прорывом, и мгновенно решило проблему с плохой водостойкостью других материалов.

Чтобы ответить на вопрос, как делают цемент, нужно немного углубиться в историю. В процессе экспериментов было принято решение добавить в гипс и известняк водостойкие минералы – сначала в этой роли выступили обломки глиняных кирпичей и вулканические породы. В древнем Риме использовались пуццоланы, входившие в состав цемента.

Наилучшая технология изготовления была придумана много лет назад. Непосредственное участие в этом принимали:

  1. Джон Аспид – будучи каменщиком по профессии, в 1824 г. он получил патент на портландцемент.
  2. Егор Челиев – строитель из России, в 1825 г. написавший книгу, посвященную цементу.

Химический состав

Многие люди знают, из чего состоит цемент, однако существует несколько видов этого материала. На вопрос о том, почему получается разный материал, и зависит ли он от химического состава цемента, ответ — да. Пропорции перечисленных ниже элементов, дополнительные смеси и химические добавки влияют на состав получившегося материала, тем самым создавая множество видов цемента.
Существует вид смеси под названием «портландцемент». Это самый необходимый и востребованный строительный материал в быту. Он состоит из:

Описанные пять элементов занимают минимум 89%. Оставшиеся 11 % — это дополнительные химические добавки, которые позволяют достичь нужную человеку характеристику (например, пластичность достигается за счет пластификатора).
Наравне с химическими формулами, существуют базовые заготовки для строительного материала:

  1. Клинкер – нужен для создания водостойкости, морозостойкости, высокой прочности. Состоит из известняка и глины. Заготовку нагревают до температуры в 1450 – 1500 градусов Цельсия. Оно должно начать плавиться и образовывать капсулы (гранулы). После проделанной процедуры полученный материал измельчают в пыль и добавляют в будущую строительную смесь. В основном, от этого материала зависит плотность цемента.
  2. Гипс — элемент, также влияющий на прочность, плотность цемента, скорость его застывания. В конечном строительном материале доля гипса не должна превышать 6%.
  3. Прочие химические добавки, с помощью которых получают отдельные виды.

Портландцемент

Вид, основой которого служит клинкер, а также добавляются смеси из кальция и прочих веществ. Портландцемент – смесь с высокой плотностью и высокой скоростью затвердевания. В начале использования – вязкая, тягучая смесь. После перемешивания – прочный монолит.

Сульфатостойкий

Этот вид используется в тяжелых для твердения условиях, так как является устойчивым из-за химических соединений внутри материала. Такая смесь долго высыхает, но со временем становится такой же прочной, как и портландцемент. Пример тому — насосная станция или водовыпускные снаряжения – эта инфраструктура создана из сульфатостойкого материала.

Пуццолановый

Основой такого материала также служит клинкер (от 65%) и всевозможные добавки (от 25%). Этот цемент светлее других смесей, меньше нагревается при остывании, имеет высокую водонепроницаемость. Используется в строительстве подводной инфраструктуры, фундаментов домов.

Глиноземистый

Название исходит из базового и основного элемента в этом виде смеси — Al2O3, или глинозем. С его помощью производится реконструкция мостов, ремонт судов, быстрое строительство, для которого необходима высокая прочность. Глиноземистый материал засыхает быстрее других видов.

Кислотоупорный

Состав: глиноземистый + гипс + Al2O3 + CaO. Схватывается в течение 10 минут. Используется для водонепроницаемых конструкций и гидроизоляции.

Пластифицированный

Основой служит портландцемент, добавляются химические добавки. Отличается высокой морозоустойчивостью, плотностью. Употребляется в дорожном, аэродромном производстве, а также в местах с неустойчивыми показателями уровня влажности.

Шлакоцемент

Смесь состоит из измельченного клинкера (от 21% до 80%) и гипса (оставшаяся доля). Это медленно твердеющее вещество. Введение шлака уменьшает расход топлива. Применяют при создании подземных, надземных конструкций с повышенной влажностью.

Свойства и характеристики

Рисунок 2. Цемент

Марка цемента – это обозначение в соответствии с ГОСТом. Сырье изготавливается, как сказано выше, из клинкера, гипса и добавок. Клинкер плавится, превращается в гранулированную массу и затем измельчается в пыль. Чем меньше составная часть вяжущего компонента, тем быстрее застывает смесь. Для улучшения или появления определенных свойств добавляют минеральные составляющие.

К характеристикам относятся:

  1. Прочность. Образец разрушается для выявления показателя «удельный вес бетона». Составление марки цемента зависит от этого свойства.
  2. Время схватывания – количество минут, за которое смесь перестает растекаться и начинает твердеть. Для убыстрения добавляется гипс или прочие вещества.
  3. Морозоустойчивость. Повысить возможно также с помощью добавления других веществ.

Дополнительные химические добавки, которые составляют 11% от общей массы, помогают сделать смесь со следующими свойствами:

Что означает марка

Маркировки цемента позволяют мгновенно узнать свойства. Согласно ГОСТ 31108-2003, на продукции указывается название вещества (например, сульфастойкий цемент), далее идет вяжущий компонент – например, ЦЕМ I – это портландцемент.

Затем отмечают добавку: пуццолан (П), известняк (И) и др. Их использование помогает материалу обзавестись нужной степенью водостойкости и другими свойствами.

Важно: сама марка указывается в виде буквы «М» с индексом, который демонстрирует класс прочности цемента.

Как определить марку

Она определяется в лабораторных условиях, исходя из заданного раньше удельного веса цемента. Для этого требуется образец материала. С одной стороны добавляется 1 часть вяжущего вещества, с другой – 3 части кварцевого песка. Создается смесь для проведения качественного опыта – в нее добавляют воду, заливают в формочки. Образцы не трогают в течение 28 суток. Смесь успевает засохнуть минимум на 98%, после чего образец подкладывается под пресс и с помощью давления разрушается. Последнее, в свою очередь, замеряется.

Процедура повторяется 6 раз с другими образцами. По полученным данным вычисляется марка и класс прочности цемента (удельный вес бетона) в МПа и кг/см³.

Применение разных марок

Маркировка цемента и его характеристики обуславливают свойства этого материала, а также определяют область применения. Крайне важно знать маркировку цемента и его расшифровку, чтобы грамотно и с пользой использовать данный материал.

Виды цемента и их применение:

  1. М300 – отличается самой низкой ценой. Применяется для одноэтажных зданий.
  2. М400 – эта марка цемента употребляется для конструкций из железобетона, кладки кирпичей, бетонирования на/подземных конструкций.
  3. М500 – можно использовать в мостовых опорах, для выполнения ремонта.
  4. М600 – для установок высокого класса с повышенными требованиями.
  5. М700 – для бетонов, применяемых в конструкциях с большим механическим напряжением.

Зная, как изготавливается цемент, и что означает его марка, можно правильно подобрать материал для определенного вида постройки, обладающий нужными характеристиками. Сочетание различных компонентов в составе позволяет получить крепкий, водостойкий и качественный материал, который обеспечит долговечность и надежность конструкций.

состав, технология и этапы изготовления

Дата: 10 января 2019

Просмотров: 41567

Коментариев: 3

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством. Цементная основа – вяжущие компоненты неорганического происхождения. Из цемента производятся бетонные, кладочные, штукатурные растворы, железобетонные изделия, используемые при строительстве промышленных объектов и частных построек.

Особенностью порошкообразной цементной массы, смешанной с водой, является способность постепенно твердеть, превращаясь в каменный массив. Процесс приобретения эксплуатационной прочности происходит как в воздушной среде, так и в воде. Главное условие твердения – избыточная влажность.

Все сталкивались с цементом, однако мало кто знает, из чего делают этот универсальный строительный материал, как его производят. Его основа – клинкер, специальные минеральные добавки и гипс. Рассмотрим подробно, как делают цемент, какое сырье для этого используется.

По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в состав цемента

Сырьевые материалы

Производство цемента осуществляется на специальных заводах, расположенных близко к местам добычи исходного сырья для его изготовления. Главным исходным сырьем для цементного производства являются следующие естественные породы:

[testimonial_view id=”3″]

Карбонатные породы

Остановимся на карбонатных породах, характерными представителями которых являются:

Глинистое сырье

К глинистым породам относятся:

Возможно применение отходов промышленного производства, других видов природных материалов и шлаков.

Корректирующие добавки

Цементный состав делают из минерального сырья с применением специальных пластификаторов, добавляемых при производстве.

Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента будут несколько изменены

Технология предусматривает использование добавок на базе ископаемых, содержащих:

Введение корректирующих добавок, с помощью которых делают цемент и улучшают его характеристики, предусмотрено технологией. Пластификаторы позволяют улучшить следующие свойства цементного состава:

Состав

Задумывались ли вы, из чего сделан цемент? Его состав обусловлен особенностями сырья и конкретной маркой продукции. Так, пользующийся широкой популярностью портландцемент имеет следующий состав:

Сегодня производится множество видов цемента

Процентное соотношение ингредиентов может изменяться, согласно особенностям технологии и марки цементной продукции. Отдельные виды цементов, в частности шлакопортландцемент, включают в свой состав шлак, представляющий уголь, полученный в результате обжига клинкера.

Независимо от рецептуры, основные ингредиенты при изготовлении цементного состава – глина и известняк. Концентрация известняка трехкратно превышает содержание глины, что обеспечивает необходимое качество клинкера для производства цементной продукции.

Основными компонентами, из которых производят цемент, являются:

Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных конструкций

Процесс изготовления

Производство цемента осуществляется поэтапно, предусматривает следующее технологические операции:

Этапы производства

Особенности производства предусматривают изготовление цемента различными методами, что сказывается на особенностях применяемого сырья. Это обусловлено расположением цементного производства, спецификой применяемого оборудования, спросом на определённые марки продукции.

Все варианты технологий отличаются только особенностями подготовки исходного сырья, которые осуществляются:

Заключение

Материал статьи предоставляет информацию о том, как делают цемент, какое сырье применяют, какие технологические особенности используют в процессе производства. Имеется множество технологических нюансов, которыми в совершенстве владеют специалисты, занимающиеся изготовление цемента.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Из чего делают цемент? — Свой Дом

Цемент – наиболее распространенный материал, который используется при любых строительных, ремонтных или реставрационных работах. В его основе лежат неорганические компоненты, обладающие вяжущими свойствами. Цемент — основа бетона, железобетона, штукатурки, кладочного раствора и других изделий, которые применяются в строительстве любых построек жилого и производственного типа.

Затвердевший цемент

Главная особенность цементной массы: при смешивании порошка с водой, он начинает окаменевать, понемногу превращаясь в единый твердый массив. При этом неважно, в воде или воздухе происходит процесс. При соблюдении основного условия – достаточного увлажнения порошкообразной цементной массы, результат будет одинаковым: каменный блок высокой эксплуатационной прочности.

Любой человек понимает, что такое цемент и для чего он нужен. Куда меньше известно, как именно производится этот популярный материал для строительства, из чего, в результате каких технологий.

Основные неизменные компоненты для его создания:

Остановимся подробнее на этапах производства, на используемом сырье. Именно качество сырья определяет будущую крепость и другие важные свойства вяжущей массы.

Сырьевой материал

Завод по производству цемента

Цемент изготавливается на профильных заводах. Они, как правило, расположены вблизи от мест добычи первичного сырья, из которого позже будут изготавливать смесь.

Наиболее часто в качестве составляющих для цементного производства добываются несколько разновидностей полезных ископаемых.

Карбонатный тип.

Структура такого типа может быть как кристаллической, так и аморфной. Она положительно влияет на результат обжигания с другими составляющими. При достаточном уровне влажности этот наполнитель становятся пластичным, вязким, разбухает и достигает больших объемов. Карбонатное сырьё чаще используется при сухом варианте изготовления.

Рассмотрим подробнее карбонатные породы. К ним можно отнести:

Глинистое сырьё.

Корректирующие добавки

Дополнительно при изготовлении цементной массы добавляются специальные пластификаторы. Материал может обладать разными свойствами в зависимости от состава.

Например, если даже на несколько процентов увеличить или уменьшить содержание той или иной добавки, свойства цемента уже будут немного другими.

Современная технология производства этой вяжущей массы предусматривает введение в состав специальных корректирующих добавок, с помощью которых значительно улучшаются характеристики цемента. Пластификаторы положительно влияют на такие свойства цементного состава:

Состав

Вы когда-нибудь размышляли о том, из чего делают цемент? Его состав зависит от особенностей сырья и марки раствора. К примеру, в один из самых популярных на строительном рынке «Портландцемент» входят такие вещества:

Состав цемента

По большей части при изготовлении раствора используются карбонатные и глинистые соединения. Существует множество видов этого строительного материала. Различные технологии производства и марки данного продукта обычно отличаются только процентным смещением в ту или другую сторону его составляющих.

Отдельные виды, шлакопортландцемент, например, содержит в составе угольный шлак: продукт, образующийся в результате обжигания клинкера.

Вне зависимости от рецепта, неизменные компоненты цемента — известняк и глина. При этом содержание известняка допускается не менее, чем в три раза, выше глины, чтобы достичь необходимого высокого уровня качества клинкера для производства цемента.

Основные ингредиенты цемента:

Процесс изготовления

Цемент изготавливается в несколько этапов, к каждому из которых нужно относиться с должным вниманием. Специалисты производят следующие операции:

  1. Заранее смешиваются известняк и глина (75% и 25% соответственно) для дальнейшего получения клинкера.
  2. Глино-известняковая смесь подвергается температурному воздействию в районе полутора тысяч градусов по Цельсию. Полученная масса — это и есть клинкер.
  3. Далее клинкер измельчается в шаровой мельнице. Это специальный горизонтальный барабан, внутри которого находятся стальные шары. Они перемалывают клинкер в порошок. Чем меньше получаются фракции клинкера, тем более качественным будет конечный продукт.

Этапы производства

В современных реалиях предусмотрены различные методы производства цемента, по-разному действующие на сырье. Выбор метода может быть обусловлен расположением конкретного завода, наличием нужного оборудования, а также спросом на определенные марки цемента.

Различные варианты технологий производства цемента отличаются друг от друга особенностями предварительной подготовки исходного сырья. Она может осуществляться:

Таким образом, становится понятно, какое сырьё применяется при изготовлении цемента, как именно он производится, какие технологические особенности присутствуют на каждом из этапов его производства. От сбора сырья до конечного этапа имеется множество тончайших нюансов изготовления, которые стоит доверить профессионалам, занимающимся изготовлением цемента.

Что такое цемент | Типы цемента

Самый важный момент в этой статье

Считается, что доказательства использования цемента были найдены в скрытой цивилизации Мохенджодаро, возрастом 5000 лет.

Древние греки использовали раствор в той или иной форме, но римлянам оставалось разработать и использовать цемент.

Цемент - это вещество, которое используется в мягком или пластичном состоянии, которое затем затвердевает, заставляя вещи слипаться.

Таким образом, его можно рассматривать как связующее, клей или адгезив, который в затвердевшем состоянии связывает частицы заполнителя

с образованием прочного жесткого композита.

Помните, что смесь цемента, песка, камня и воды называется бетоном.

Существуют различные вещества, которые могут действовать как цемент, но мы сосредоточимся на конкретных типах, используемых для бетона в строительстве.

Строительный цемент на основе портландцемента поставляется в виде порошка (в мешках или насыпью), который при смешивании с водой схватывается и набирает прочность.

Такой цемент широко используется в большинстве регионов мира, поскольку сырье доступно в большинстве регионов.Кроме того, эти цементы относительно дешевы и универсальны, так как схватывание происходит при нормальной температуре и давлении, и их можно использовать под водой, что дает прочный и долговечный бетон.

Также прочтите: Что такое тест на проникновение | Что такое тест SPT | Процедура | Эффективность | Преимущества и недостатки

  • Цемент OPC
  • Цемент PPC
  • Кислотостойкий цемент
  • Доменный цемент
  • Цветной цемент
  • Расширяющийся цемент
  • Цемент с высоким содержанием глинозема
  • Гидрофобный цемент
  • Низкотемпературный цемент
  • Быстротвердеющий цемент
  • Сульфатостойкий цемент
  • Белый цемент
  • Искусственный цемент
  • Воздухововлекающий цемент
  • Каменный цемент
  • Водоотталкивающий цемент
  • Водонепроницаемый цемент

Также прочтите: Что такое изгиб стержней Расписание | Подготовка согласно Bs 4466 | Допуски согласно BS 4466

OPC Cement

Обычный портландцемент содержит два основных компонента, а именно глинистый и известковый.В глинистых материалах преобладают известковые материалы, а в глинах преобладает карбонат кальция. Хороший обычный цемент содержит эти ингредиенты.

    • Известь (CaO) ———————- 62%
    • Кремнезем (Sio2) ——————–– 22%
    • Глинозем (Al2 u3) —————- 5%
    • Сульфат кальция (CaSo4) ——– 4%
    • Оксид железа (Fe2 03) ————– 3%
    • Магнезия (MgO) —————- 2%
    • Сера ——————— —-1%
    • Щелочи ————————- 1%

Также прочтите: Бетонирование в строительстве | Классификация | Недвижимость | Оценки | Преимущества и недостатки | Контроль качества

Portland Puzzolana Cement (PPC)

Portland Puzzolana Cement (PPC)

Изготавливается путем измельчения портландцементного клинкера и пуццолана (обычно летучая зола 10-25 процентов по массе PPC) или интимным способом и Постепенное смешивание портландцемента и мелкодисперсного пуццолана.

Пуццолана (обожженная глина, сланец или зола-унос) сама по себе не имеет цементирующей ценности, но обладает свойством объединяться с известью, чтобы образовать стабильную смесь извести и пуццоланы, которая имеет определенные цементирующие свойства.

Таким образом удаляется свободная известь в цементе.

Таким образом, повышается устойчивость к химическому воздействию, что делает его пригодным для морских работ.

Отверждение портландцемента пуццолана происходит при гидратации клинкерных смесей портландцемента, а затем при взаимодействии этого пуццолана с гидроксидом кальция, выделяющимся при затвердевании клинкера.

В то же время гидроксид кальция связывается с водорастворимым гидросиликатом кальция. На основании реакции

  • Ca (OH) 2 + SiO2 + (n -1) h3O = CaO.SiO2.nh30

С эффект, при котором портландцемент пуццолана приобретает большую водостойкость, чем обычный портландцемент

  • Свойства:
    • Все они имеют меньшую скорость развития прочности, но предел прочности сопоставим с обычным портландцементом
72 ± 1 час 16.0 Н / кв. Мм
168 ± 2 часа 22,0 Н / кв. Мм
672 ± 4 часа 33,0 Н / кв. Мм

Время окончательной и начальной схватывания составляют 600 минут (максимум) и 30 минут (минимум) соответственно.

Усадка при высыхании не должна быть более 0,15%, а тонкость - не менее 300 кв.м / кг.

Применение:

  • Имеет низкое тепловыделение и используется в местах с массивным бетоном, таких как плотины, и в местах с высокой температурой.

Соответствующий код IS: 1489 Часть 1

Также прочтите: Принципы методов съемки с помощью плоского стола | Оборудование | Ошибка | Преимущество | Ограничение

Кислотостойкий цемент

Кислотостойкий цемент

Состоит из агрегатов кислотостойкости, таких как кварц, кварцит и т. Д., Добавки, такой как фторсиликат натрия (Na2SiO6) и водный раствор натрия. силикат.

Применяется для кислотостойкого и жаростойкого покрытия установок химической промышленности.

При добавлении 0,5 процента неиспользованного масла или 2 процентов зерновых повышается его водостойкость, известная как водостойкий кислый водостойкий цемент.

Доменный цемент

Доменный цемент

Для этого цементного шлака, полученного из доменной печи при производстве чугуна и содержащего основные компоненты цемента, а именно глинозем, известь и кремнезем.

Свойства цемента более или менее такие же, как у обычного цемента ( OPC в цементе) , и в конечном итоге он экономичен, поскольку при его производстве используется шлак, который может быть отходом.

Цветной цемент

Цветной цемент

Цемент желаемого цвета может быть получен путем тщательного смешивания минерального пигмента с обычным цементом.

Степень окраски может варьироваться от 5 до 10 процентов, а прочность цемента - когда она превышает 10 процентов. Оксид хрома обеспечивает коричневый, красный или желтый цвет в различных пропорциях.

Цветной цемент применяется для отделки полов, внешних поверхностей, искусственного мрамора, гранитных окон.

Также прочтите: Что такое Raft Foundation | Тип опоры | Деталь основания рамы

Расширяющийся цемент:

Расширяющийся цемент

Этот тип цемента производится путем добавления расширяющейся среды, такой как сульфоалюминат и стабилизирующий агент, к обычному цементу

Следовательно, этот цемент расширяется в котором как прочий цемент дает усадку. Расширяющийся цемент используется для возведения водоудерживающих конструкций и для ремонта поврежденных бетонных поверхностей.

Цемент с высоким содержанием глинозема

Цемент с высоким содержанием глинозема

Этот цемент получают путем измельчения клинкера, образованного кальцинированием извести и бокситов.

Общее содержание не должно быть менее 32 процентов, а также массовое соотношение глинозема к извести должно быть между 1,30 и 0,85.

Соответствующий код IS: 6452

Гидрофобный цемент

Гидрофобный цемент

Этот тип цемента содержит добавки, которые снижают смачиваемость зерен цемента.

Типичными гидрофобными добавками являются ацидол-нафтеновое мыло, окисленный петролатум и т. Д., Когда используется гидрофобный цемент, поры в бетоне равномерно распределены, поэтому морозостойкость, а также водостойкость этого бетона существенно повышаются. выросла.

  • 2 (CaO.AL2.O3.10h3o) + h3O = 2CaO.Al2O3.8h3O + 2Al (OH) 2

Соответствующий код IS: 6452

Также прочтите: What is Chain Surveying (Principal , Процедура, метод, инструмент)

Низкотемпературный цемент

Низкотемпературный цемент

Во время схватывания цемента выделяется значительное количество тепла.Этот вид цемента используется для уменьшения количества тепла.

Он содержит более низкий процент алюминатов трикальция C3A и более высокий процент силиката дикальция Cgs. Этот вид цемента используется для массовых бетонных работ из-за меньшей прочности на компрессор.

Соответствующий код IS: 12600

Цемент быстрого схватывания

Цемент быстрого схватывания

Этот цемент готовится путем добавления небольшого процентного содержания сульфата алюминия, который снижает процентное содержание гипса или замедляет схватывание и ускорение схватывающее действие цемента.

Из-за этого твердость цемента менее 30 минут, необходимо завершить операции смешивания и укладки. Этот цемент используется для заливки бетона под воду, которая была статической или проточной.

Быстротвердеющий цемент

Быстротвердеющий цемент

Этот цемент имеет такое же время окончательного и начального схватывания, как и обычный цемент (OPC в цементе).

Но он достигает более высокой прочности в первые дни из-за

  • горения при очень высокой температуре.
  • Повышенное содержание извести в цементном составе.
  • Очень тонкое измельчение.

Этот цемент Время начального схватывания 30 мин, Окончательное схватывание 10 часов

Прочность на сжатие этого цемента 1 день = 16 Н / кв.м, 3 дня = 27,5 Н / кв.м

Соответствующий код IS: 8041

Также прочтите: Динамическая и кинематическая вязкость (разница и определение)

Сульфатостойкий цемент

Сульфатостойкий цемент

Внутри Это процентное содержание трикальция, алюминатов в цементе сохраняется ниже 5-6 процентов, и Способствует увеличению сопротивляемости сульфату.

Этот цемент используется для конструкции, которая может быть повреждена сильной щелочью, такой как облицовка каналов, водопропускные трубы, сифоны и т. Д.

Соответствующий код IS: 6909

Белый цемент

Wight Cement

Разновидность обычного цемента, из которого получают такое сырье, которое практически не содержит красящих оксидов железа, марганца или хрома.

Для сжигания этого цемента используется мазут вместо угля.Используется для отделки пола; штукатурные работы, декоративные работы и т. д.

Искусственный цемент

Эта лучшая разновидность искусственного цемента известна как «Портлендский цемент» , так как по цвету он напоминает различные песчаники, которые в изобилии встречаются в Портленде в Англии. В противном случае он известен как «Нормально отверждающийся цемент» . Портландцемент (или Обычный цемент ), часто называемый волшебным порошком, представляет собой тонко измельченный материал, состоящий из соединений извести, кремнезема, глинозема и железа.

При смешивании с водой образует пасту, которая затвердевает и связывает заполнители (песок, гравий, щебень и т. Д.) Вместе с образованием твердой, прочной массы, называемой бетоном. Таким образом, цемент является одним из ингредиентов бетона.

Искусственный цемент производится сначала обжигом при действительно высокой температуре смеси известняка (в основном карбоната кальция) и глинистой (в основном глины), а затем измельчения обожженных продуктов, то есть (клинкера) с небольшим количеством гипса до тонкого порошка, называемого цементом .

Также прочтите: Что такое объем песка (мелкозернистый заполнитель)

Воздухововлекающий цемент

Воздух на входе

Производится путем добавления ряда местных воздухововлекающих агентов, таких как смолы. .

Натриевые соли или сульфаты и т.п. при измельчении клинкера.

Этот вид цемента предназначен для улучшения удобоукладываемости при меньшем водоцементном соотношении, а также для улучшения морозостойкости бетона.

Смола Винсона или растительные жиры и масла и жирные кислоты измельчаются обычным цементом.

Эти материалы обладают свойством захватывать воздух в виде мелких пузырьков воздуха в бетоне.

Свойства:

  • При схватывании цемента образуются мельчайшие пустоты, повышающие устойчивость к замерзанию и образованию накипи. Воздухововлечение улучшает удобоукладываемость, а соотношение вода / цемент может быть уменьшено, что, в свою очередь, снижает усадку и т. Д.

Использование:

  • Воздухововлекающий цемент используется для тех же целей, что и OPC в цементе.

Кладочный цемент:

Клинкерный цемент

Портландцементный клинкер смешивается и тщательно измельчается с пуццолановым материалом (обожженной или кальцинированной глиной) или непуццолановыми (инертными) материалами (известняк, конгломераты) , доломит, гранулированный шлак) и отходы (газированный шлам, хвосты шахт), а также гипс и воздухововлекающий пластификатор в подходящих пропорциях.

Физические требования к цементной кладке следующие.

  • Тонкость помола: Остаток на 45-микронном сите IS, макс., Процент (при мокром просеивании)
  • Время схватывания (с помощью аппарата Вика):
    • Начальное, мин ——- 90 мин
    • Окончательное, макс ——- 24 ч
  • Прочность:
    • Расширение по Ле-Шателье, макс. —10 мм
    • Расширение автоклава, макс —— 1%
  • Прочность на сжатие:
    • Средняя прочность не менее 3 кубиков раствора размером 50 мм, составленных из 1 части кладочного цемента и 3 частей стандартного песка по объему, мин.
    • 7 дней ——- 2.5 МПа
    • 28 дней —– 5 МПа
  • Содержание воздуха: Содержание воздуха в растворе, состоящем из 1 части кладочного цемента и 3 частей стандартного песка по объему, мин.
  • Удержание воды: Поток после всасывания раствора, состоящего из 1 части кладочного цемента и 3 части стандартного песка по объему, мин.

Соответствующий код IS: 3466

Также прочтите: Тест на прочность цемента

Водоотталкивающий цемент:

Водоотталкивающий цемент

Это также известный как гидрофобный цемент.Небольшое количество гидрофобных поверхностно-активных веществ, таких как стеариновая кислота, борная добавка или олеиновая кислота, смешивается с обычным портландцементом путем измельчения клинкера.

Эти вещества добавляют в количестве от 0,1 до 0,5% от веса цемента в пересчете на сухие добавки.

Эти кислоты образуют тонкую (мономолекулярную) пленку вокруг частиц цемента, которая препятствует проникновению атмосферной влаги.

Пленка разрушается при смешивании бетона, и происходит нормальная гидратация.

При приготовлении бетона гидрофобные добавки пластифицируют смесь и способствуют образованию равномерно распределенных мелких пор в бетоне по мере его затвердевания и, таким образом, повышают его морозостойкость.

Гидрофобный цемент также отличается большей водостойкостью и водонепроницаемостью.

Удельная поверхность гидрофобного цемента не должна быть менее 350 м2 / кг. Средняя прочность на сжатие не должна быть меньше

72 ± 1 час 15.59 Н / кв. Мм
168 ± 2 часа 21,57 Н / кв. Мм
672 ± 4 часа 30,40 Н / кв. Мм

Слабыми местами гидрофобного цемента являются его небольшой прирост прочности в начальный период из-за гидрофобных пленок на зернах цемента, которые препятствуют взаимодействию с водой, но его 28-дневная прочность равна прочности обычного портландцемента.

Применение: Наиболее подходит для подвалов и для изготовления водонепроницаемого бетона.

Соответствующий код IS: 8043

Водостойкий цемент:

Водостойкий цемент

Его производят путем добавления стеаратов Ca и AI и гипса, обработанного дубильной кислотой, и т. Д. Во время шлифование.

Свойство:

  • Устойчив к проникновению воды.

Использование:

  • Водоудерживающие конструкции, такие как резервуары, резервуары, подпорные стены, бассейны, опоры мостов и т. Д.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Предлагаемое чтение -

.

Цементирование - PetroWiki

Цемент используется для удержания обсадной колонны на месте и предотвращения миграции жидкости между подземными формациями. Цементирование можно разделить на две большие категории: первичное цементирование и восстановительное цементирование.

Первичное цементирование

Целью первичного цементирования является изоляция зон. Цементирование - это процесс смешивания суспензии из цемента, добавок к цементу и воды и закачки ее вниз через обсадную колонну в критические точки в кольцевом пространстве вокруг обсадной колонны или в открытом стволе под обсадной колонной.Две основные функции процесса цементирования:

  • Для ограничения движения жидкости между пластами
  • Для крепления и поддержки обсадной колонны

Если это будет достигнуто эффективно, будут выполнены другие требования, предъявляемые в течение срока службы скважины, в том числе:

  • Экономический
  • Ответственность
  • Безопасность
  • Постановления правительства

Зональная изоляция

Зональная изоляция напрямую не связана с производством; однако эта необходимая задача должна выполняться эффективно, чтобы можно было проводить операции по добыче или стимуляции.Успех колодца зависит от этой основной операции. Помимо изоляции зон нефте-, газо- и водоотдачи, цемент также способствует

  • Защита корпуса от коррозии
  • Предотвращение выбросов за счет быстрого образования уплотнения
  • Защита обсадной колонны от ударных нагрузок при более глубоком бурении
  • Герметизация зон потери циркуляции или зоны поглощения

Восстановительное цементирование

Восстановительное цементирование обычно выполняется для устранения проблем, связанных с первичным цементированием.Наиболее успешный и экономичный подход к восстановительному цементированию - избежать его путем тщательного планирования, проектирования и выполнения всех операций бурения, первичного цементирования и заканчивания. Необходимость восстановительного цементирования для восстановления работы скважины указывает на то, что первичное оперативное планирование и выполнение были неэффективными, что привело к дорогостоящим ремонтным работам. Операции восстановительного цементирования делятся на две большие категории:

Процедуры укладки цемента

В целом, для успешной укладки цемента и достижения поставленных целей необходимо выполнить пять шагов.

  1. Проанализировать параметры скважины; определить потребности скважины, а затем разработать методы размещения и жидкости для удовлетворения потребностей в течение срока службы скважины. Свойства жидкости, механика жидкости и химический состав влияют на конструкцию скважины.
  2. Рассчитайте состав жидкости (суспензии) и проведите лабораторные испытания жидкостей, разработанных на этапе Step 1 , чтобы убедиться, что они соответствуют потребностям.
  3. Используйте необходимое оборудование для реализации проекта в Step 1 ; рассчитать объем перекачиваемой жидкости (шлама); и смешивать, смешивать и закачивать жидкости в затрубное пространство.
  4. Наблюдать за лечением в реальном времени; сравните с Шаг 1 и при необходимости внесите изменения.
  5. Оцените результаты; сравните с проектом Step 1 и внесите необходимые изменения для будущих работ.

Параметры скважины

Наряду с опорой обсадной колонны в стволе скважины, цемент предназначен для изоляции зон, что означает, что он предотвращает сообщение каждой из зон проникновения и их флюидов с другими зонами. Чтобы сохранить изолированные зоны, очень важно учитывать ствол скважины и его свойства при проектировании цементных работ.

Глубина

Глубина скважины влияет на конструкцию цементного раствора, так как она влияет на следующие факторы:

Количество задействованных скважинных флюидов Объем скважинных флюидов Давления трения Гидростатические давления Температура

Глубина ствола скважины также определяет размер ствола и обсадной колонны. Очень глубокие скважины имеют свои собственные проблемы проектирования из-за:

  • Высокие температуры
  • Высокое давление
  • Коррозионные жидкости

Геометрия ствола скважины

Геометрия ствола скважины важна для определения количества цемента, необходимого для операции цементирования.Размеры отверстия можно измерить различными методами, в том числе:

  • Штангенциркуль
  • Штангенциркуль
  • электрический
  • Штангенциркуль

Геометрия открытого ствола может указывать на неблагоприятные (нежелательные) условия, такие как размывы. Геометрия ствола скважины и размеры обсадной колонны определяют кольцевой объем и необходимое количество жидкости.

Форма отверстия также определяет зазор между обсадной колонной и стволом скважины. Это кольцевое пространство влияет на эффективность вытеснения бурового раствора.Рекомендуется минимальное кольцевое пространство от 0,75 до 1,5 дюйма (диаметр отверстия на 2–3 дюйма больше диаметра обсадной колонны). Меньшие кольцевые зазоры ограничивают характеристики потока и, как правило, затрудняют вытеснение жидкости.

Другой аспект геометрии отверстия - угол отклонения. Угол отклонения влияет на истинную вертикальную глубину и температуру. Сильно наклоненные стволы скважины могут быть проблематичными, потому что обсадная колонна вряд ли будет центрирована в стволе скважины, и вытеснение жидкости становится затруднительным.

Проблемы, связанные с изменением геометрии, можно решить, добавив центраторы к обсадной колонне. Центраторы помогают центрировать обсадную колонну внутри отверстия, оставляя равное кольцевое пространство вокруг обсадной колонны.

Температура

Температура ствола скважины имеет решающее значение при проектировании цементных работ. Следует учитывать три основных температуры:

  • Забойная температура циркуляции (BHCT)
  • Статическая температура забоя (BHST)
  • Разница температур (разница температур между верхом и низом укладки цемента)

BHCT - это температура, которой будет подвергаться цемент, когда он циркулирует мимо нижней части обсадной колонны.BHCT контролирует время, необходимое для схватывания цемента (время загустевания). BHCT можно измерить с помощью датчиков температуры, циркулирующих с буровым раствором. Если фактическая температура в стволе скважины не может быть определена, BHCT можно оценить, используя температурные графики American Petroleum Inst. (API) RP10B.1 BHST учитывает неподвижное состояние, при котором жидкости не циркулируют и не охлаждают ствол скважины. BHST играет жизненно важную роль в увеличении прочности затвердевшего цемента.

Разница температур становится существенным фактором, когда цемент размещается на большом интервале и есть значительная разница температур между верхним и нижним местоположениями цемента. Обычно из-за разных температур могут быть разработаны два разных цементных раствора, чтобы лучше приспособиться к разнице температур.

Температура циркуляции забоя влияет на следующее:

  • Время загустения пульпы
  • Реология
  • Потеря жидкости
  • Устойчивость (оседание)
  • Время схватывания

BHST влияет на увеличение прочности на сжатие и целостность цемента в течение всего срока службы скважины.Знание фактической температуры, с которой цемент столкнется во время укладки, позволяет операторам оптимизировать конструкцию раствора. Тенденция к завышению количества материалов, необходимых для поддержания цемента в жидком состоянии для перекачивания, и количества времени перекачки, необходимого для работы, часто приводит к ненужным затратам и проблемам с контролем скважины. Большинство цементных работ выполняются менее чем за 90 минут.

Для оптимизации затрат и эффективности вытеснения рекомендуются следующие рекомендации.

  • Спроектируйте работу на основе фактических циркуляционных температур в стволе скважины.
  • Дополнительный регистратор температуры в скважине может использоваться для измерения температуры циркуляции в скважине. Дополнительный регистратор - это записывающее устройство с памятью, которое может быть либо опущено на кабеле, либо опущено в бурильную трубу и измеряет температуру в скважине во время операции циркуляции перед цементированием. Затем запоминающее устройство извлекается из бурильной трубы и измеряется BHCT.Это позволяет точно определять скважинную температуру.
  • Если определение фактической температуры циркуляции в стволе скважины невозможно, используйте API RP10B для оценки BHCT. [1]
  • Не допускайте «затухания» фактических измеренных скважинных температур и не превышайте количество диспергаторов, замедлителей схватывания и т.д., рекомендованное для температуры ствола скважины. При определении количества замедлителя схватывания, необходимого для конкретного применения, учитывайте скорость, с которой будет нагреваться суспензия.

Давление пласта

При бурении скважины естественное состояние пластов нарушается. Ствол скважины создает нарушение там, где раньше существовали только пласты и их естественные силы. На этапах планирования цементных работ необходимо знать определенную информацию о формации:

Обычно эти факторы определяются во время бурения. Плотность буровых растворов при правильно сбалансированной операции бурения может быть хорошим показателем ограничений ствола скважины.

Для поддержания целостности ствола скважины гидростатическое давление, оказываемое цементом, буровым раствором и т. Д., Не должно превышать давление гидроразрыва самого слабого пласта. Давление разрыва - это верхнее безопасное ограничение давления в пласте до разрушения пласта (давление, необходимое для расширения трещин в пласте). Гидростатические давления флюидов в стволе скважины, наряду с давлениями трения, создаваемыми движением флюидов, не могут превышать давление гидроразрыва, в противном случае формация разрушится.Если формация разрушается, формация больше не контролируется и возникает потеря циркуляции. Для успешного первичного цементирования необходимо контролировать потерю циркуляции или потерю жидкости. Давление, испытываемое в стволе скважины, также влияет на рост прочности цемента.

Характеристики пласта

Состав формаций может вызвать проблемы совместимости. Сланцевые образования чувствительны к пресной воде и могут отслоиться, если не будут приняты специальные меры, такие как повышение солености воды.Следует принимать во внимание другие факторы образования и химического состава, такие как набухающие глины и жидкости с высоким pH. Некоторые формации могут также содержать такие элементы, как:

  • Текущие жидкости
  • Жидкости высокого давления
  • Агрессивные газы
  • Другие сложные функции, требующие особого внимания

Ссылки

  1. ↑ API RP 10B, Рекомендуемая практика для испытания цемента для скважин, 22-е издание. 1997. Вашингтон, округ Колумбия: API.

Интересные статьи в OnePetro

Интернет-мультимедиа

Стайлз, Дэвид.2012. Проблемы с оценкой цемента: что мы знаем и чего не знаем. https://webevents.spe.org/products/challenges-with-cement-evaluation-what-we-know-and-what-we-don’t

Внешние ссылки

См. Также

Проект размещения первичного цементирования

Время контакта при цементировании

Восстановительное цементирование

PEH: Цементирование

.

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но в более узком смысле связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве. Цементы этого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой становятся твердой массой. Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическую комбинацию цементных смесей с водой, которая дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности.Из-за своих гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них - портландцемент.

процесс производства цемента

Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья, обжига измельченных и смешанных ингредиентов до окончательного охлаждения и хранения готового продукта.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматривается история развития цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств.Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, таким как шлакосодержащий цемент и высокоглиноземистый цемент. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры. Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».

Применение цемента

Цемент может использоваться сам по себе (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешивается с инертным материалом, известным как заполнитель.Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее примерно 5 мм (0,2 дюйма). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей имеет размер от 19 до 25 мм (от 0,75 до 1 дюйма), но крупный заполнитель может также достигать 150 мм ( 6 дюймов) при укладке бетона в большие массивы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей. Бетон используется для самых разных строительных целей.Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется в производстве кирпича, плитки, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий. Продукция собирается на заводах и поставляется готовой к установке.

бетон

Заливка бетона в фундамент дома.

Karlien du Plessis / Shutterstock.com

Производство цемента чрезвычайно широко, так как бетон сегодня является наиболее широко используемым строительным материалом в мире.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

13 видов цемента и их использование в бетонном строительстве

В бетонном строительстве используются различные виды цемента. Каждый тип цемента имеет свои свойства, применение и преимущества, основанные на композиционных материалах, используемых при его производстве.

13 видов цемента и их применение

  1. Обычный портландцемент (OPC)
  2. Portland Pozzolana Cement (PPC)
  3. Быстротвердеющий цемент
  4. Быстротвердеющий цемент
  5. Низкотемпературный цемент
  6. Сульфатостойкий цемент
  7. Доменный шлаковый цемент
  8. Высокоглиноземистый цемент
  9. Цемент
  10. Цветной цемент
  11. Воздухововлекающий цемент
  12. Расширяющийся цемент
  13. Гидрографический цемент
Рис.1: Цемент

1. Обычный портландцемент (OPC)

Обычный портландцемент - наиболее широко используемый тип цемента, который подходит для всех общих бетонных конструкций. Это наиболее широко производимый и используемый тип цемента во всем мире с годовым мировым производством около 3,8 миллиона кубических метров в год. Этот цемент подходит для всех видов бетонного строительства.

2. Портлендский пуццолановый цемент (PPC)

Пуццолановый портландцемент получают путем измельчения пуццоланового клинкера с портландцементом.Его также получают путем добавления пуццолана с добавлением гипса или сульфата кальция или путем тщательного и равномерного смешивания портландцемента и мелкого пуццолана.

Этот цемент имеет высокую стойкость к различным химическим воздействиям на бетон по сравнению с обычным портландцементом, поэтому он широко используется. Он используется в морских сооружениях, канализационных и канализационных работах, а также для прокладки подводного бетона, такого как мосты, опоры, плотины, а также бетонные работы и т. Д.

3.Цемент быстрого отверждения

Быстротвердеющий цемент в первые дни достигает высокой прочности; он используется в бетоне, где опалубка снимается на ранней стадии, и аналогичен обычному портландцементу (OPC). Этот цемент имеет повышенное содержание извести, более высокое содержание c3s и более тонкий помол, что дает более высокий рост прочности, чем OPC на ранней стадии.

Прочность быстротвердеющего цемента за три дня аналогична прочности OPC за 7 дней при том же водоцементном соотношении.Таким образом, преимущество этого цемента заключается в том, что опалубку можно снять раньше, что увеличивает скорость строительства и снижает стоимость строительства за счет экономии затрат на опалубку.

Быстротвердеющий цемент применяется в сборном бетонном строительстве, дорожных работах и ​​т. Д.

4. Быстросхватывающийся цемент

Разница между быстросхватывающимся цементом и быстротвердеющим цементом заключается в том, что быстросхватывающийся цемент схватывается раньше. При этом скорость набора прочности аналогична обычному портландцементу, а быстротвердеющий цемент быстро набирает прочность.Опалубку в обоих случаях можно снять раньше.

Быстросхватывающийся цемент используется там, где работы должны быть завершены в очень короткие сроки, а также для бетонирования в статической или проточной воде.

5. Цемент низкотемпературный

Низкотемпературный цемент получают, поддерживая процентное содержание трикальцийалюмината ниже 6% за счет увеличения доли C2S. Небольшое количество алюмината трикальция заставляет бетон выделять низкую теплоту гидратации. Низкотемпературный цемент, подходящий для строительства из массивного бетона, такого как гравитационные плотины, так как низкая теплота гидратации предотвращает растрескивание бетона из-за тепла.

Этот цемент обладает повышенной мощностью по отношению к сульфатам, менее реактивен, а время начального схватывания больше, чем у OPC.

6. Цемент, устойчивый к сульфатам

Сульфатостойкий цемент используется для снижения риска воздействия сульфатов на бетон и, таким образом, используется при строительстве фундаментов с высоким содержанием сульфатов в почве. Этот цемент снизил содержание C3A и C4AF.

Сульфатостойкий цемент используется в

.

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но в более узком смысле связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве. Цементы этого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой становятся твердой массой. Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическую комбинацию цементных смесей с водой, которая дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности.Из-за своих гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них - портландцемент.

процесс производства цемента

Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья, обжига измельченных и смешанных ингредиентов до окончательного охлаждения и хранения готового продукта.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматривается история развития цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств.Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, таким как шлакосодержащий цемент и высокоглиноземистый цемент. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры. Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».

Применение цемента

Цемент может использоваться сам по себе (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешивается с инертным материалом, известным как заполнитель.Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее примерно 5 мм (0,2 дюйма). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей имеет размер от 19 до 25 мм (от 0,75 до 1 дюйма), но крупный заполнитель может также достигать 150 мм ( 6 дюймов) при укладке бетона в большие массивы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей. Бетон используется для самых разных строительных целей.Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется в производстве кирпича, плитки, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий. Продукция собирается на заводах и поставляется готовой к установке.

бетон

Заливка бетона в фундамент дома.

Karlien du Plessis / Shutterstock.com

Производство цемента чрезвычайно широко, так как бетон сегодня является наиболее широко используемым строительным материалом в мире.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

Что означает цемент?

  • Цемент (существительное)

    любое вещество, используемое для прилипания тел друг к другу, например раствор, клей и т. Д.

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни сциндеру для раскалывания и E. shed, vt]

  • Цемент (существительное)

    разновидность кальцинированного известняка или кальцинированной смеси глины и извести для приготовления раствора, затвердевающего под водой

    Этимология: [OF.цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни сциндеру для расщепления и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    порошок, используемый при цементировании. См. Cementation, n., 2

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr.фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы рассекать, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    связь союза; то, что прочно объединяет людей в дружбе или мужчин в обществе

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы расколоть, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    слой кости, покрывающий корень и шейку зуба; - также называется цементом

    Этимология: [OF.цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы расслаивать, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    для соединения или склеивания с помощью цемента

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр.caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы расслаивать, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    , чтобы соединять прочно или тесно

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы расколоть, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (существительное)

    для перекрытия или покрытия цементом; as, для цементирования дна погреба

    Этимология: [OF.цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр. caedere резать, проб. сродни scindere, чтобы расщепить, и E. shed, v. t.]

  • Цемент (глагол)

    для цементирования или прочного соединения; to cohere

    Этимология: [OF. цемент, ciment, F. ciment, fr. L. caementum грубый неотесанный камень, куски или крошки мрамора, из которых был изготовлен раствор, contr. фр. caedimentum, фр.caedere резать, проб. сродни scindere to cleave, и E. shed, v. t.]

  • .

    Смотрите также